使用C/C++给静态类型数据添加运算符重载功能

1 说明

    要演示本文的例子，你必须下载Lu32脚本系统。本文的例子需要lu32.dll、lu32.lib、C格式的头文件lu32.h，相信你会找到并正确使用这几个文件。

    用C/C++编译器创建一个控制台应用程序，复制本文的例子代码直接编译运行即可。

2 关于运算符重载

    在本教程系列的开始，介绍了Lu脚本的基本数据结构（详细参考Lu编程指南），即：

struct LuData{    //Lu基本数据结构。
    luIFOR x;     //luIFOR被定义为64位整数__int64，用于存放数据。对于动态数据类型，对象指针约定保存在x的前4个字节中。
    luIFOR y;     //存放数据。
    luIFOR z;     //存放数据。
    luKEY  VType; //luKEY被定义为32位整数__int32。扩展数据类型，决定重载函数，从而决定了对数据的操作方式。
    luKEY  BType; //基本数据类型，决定了Lu数据的结构。
};

    基本数据类型BType决定了实际的数据结构，而扩展数据类型VType决定了重载函数。若要对某数据类型VType进行运算符重载，需要用函数LockKey对VType加锁，该函数定义如下：

int _stdcall LockKey(luKEY VType,void (_stdcall *DeleteKey)(void *),luOperator OpLock);

    VType：被锁定的键的类型。VType>luPubKey_User（公有键、普通键）或者 VType<luPriKey_User（私有键）。
    DeleteKey：删除键值的函数指针，用于标识要加锁的键。该函数由用户定义，但由Lu调用。若DeleteKey=NULL，表示解锁指定的键。
    OpLock：luOperator类型的函数指针，用于对象（用指针标识）的运算符重载，该参数不可为NULL。解锁和加锁所用的OpLock函数必须相同。参考[注1]。

    如果加锁或解锁成功，该函数返回0，否则返回非0值。

    [注1]：运算符重载函数luOperator函数格式如下（与Lu二级函数相比，仅多了一个参数theOperator）：

//m指出数组Para的参数个数（也即操作数的个数，0表示1个，1表示2个，以此类推）。
//hFor为调用该函数的表达式句柄（与二级函数中的表达式句柄相同）。
//theOperator指出运算符的类型或操作类型：+、-、*、/、^、... ...。
LuData (_stdcall *luOperator)(luINT m,LuData *Para,void *hFor,int theOperator);

LuData _stdcall OpLock(luINT m,LuData *Para,void *hFor,int theOperator)
{
    //... ...
    switch(theOperator)
    {
    case 0:    //重载运算符+
        //... ...
    case 1:    //重载运算符-
        //... ...
    case 2:    //重载运算符*
        //... ...
    case 3:    //重载运算符%
        //... ...
    case 4:    //重载运算符/
        //... ...
    ... ...
    }
}

    如果不打算给加锁的键提供运算符或函数重载功能，须使用函数SetRunErr向Lu报告运行错误。

    本文讨论使用C/C++给静态类型数据添加运算符重载功能。本文的例子是实现C/C++中的单字节字符类型 char（基本类型为 luStaData_int64，扩展类型为 key_char），但仅定义了部分运算。

3 代码

#include <stdio.h>
#include "lu32.h"

#pragma comment( lib, "lu32.lib" )

luKEY key_char = luPoiKey_User-20;  //标识char的私有键，将对其加锁

void _stdcall Del_char(void *me)    //销毁char的函数，但什么也不做，只为了配合运算符重载，加锁键使用
{
}

LuData _stdcall OpLock_char(luINT m,LuData *Para,void *hFor,int theOperator)    //char的运算符重载函数
{  重生之大文豪www.dwhao.com
    LuData a;

    switch(theOperator)
    {
    case 0:     //重载运算符+
        if(Para[0].BType!=luStaData_int64 || Para[1].BType!=luStaData_int64) goto err;  //要求基本类型为整数
        a.BType=key_char; a.VType=key_char; a.x=(char)((char)(Para[0].x)+(char)(Para[1].x));
        break;
    case 1:     //重载运算符-
        if(Para[0].BType!=luStaData_int64 || Para[1].BType!=luStaData_int64) goto err;  //要求基本类型为整数
        a.BType=key_char; a.VType=key_char; a.x=(char)((char)(Para[0].x)-(char)(Para[1].x));
        break;
    case 2:     //重载运算符*
        if(Para[0].BType!=luStaData_int64 || Para[1].BType!=luStaData_int64) goto err;  //要求基本类型为整数
        a.BType=key_char; a.VType=key_char; a.x=(char)((char)(Para[0].x)*(char)(Para[1].x));
        break;
    case 3:     //重载运算符%
        if(Para[0].BType!=luStaData_int64 || Para[1].BType!=luStaData_int64) goto err;  //要求基本类型为整数
        a.BType=key_char; a.VType=key_char; a.x=(char)((char)(Para[0].x)%(char)(Para[1].x));
        break;
    case 4:     //重载运算符/
        if(Para[0].BType!=luStaData_int64 || Para[1].BType!=luStaData_int64) goto err;  //要求基本类型为整数
        a.BType=key_char; a.VType=key_char; a.x=(char)((char)(Para[0].x)/(char)(Para[1].x));
        break;
    default:
        a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;    //没有重载该运算符或者函数，返回nil
        SetRunErr(1,L"char 无法识别的运算符！",theOperator,0,hFor);
    }
    return a;
err:
    a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;        //参数不符合要求，返回nil
    SetRunErr(1,L"char 参数无法识别！",theOperator,0,hFor);
    return a;
}

//Lu脚本可调用的二级函数定义
LuData _stdcall lu_int2char(luINT mm,LuData *xx,void *vFor)     //将一个整数转换为char
{
    static wchar_t ErrName[]=L"int2char";
    LuData a;

    if(xx->BType==luStaData_int64)
    {
        a.BType = luStaData_int64; a.VType = key_char;  //设置数据的基本类型和扩展类型
        a.x = (char)xx->x;
    }
    else    //出错时向Lu系统报告运行错误
    {
        a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
        SetRunErr(1,ErrName,1,0,vFor);
    }
    return a;
}

void main(void)
{
    void *hFor;     //存放表达式句柄，即脚本函数句柄
    luINT nPara;        //存放表达式的自变量个数
    LuData *pPara;      //存放输入自变量的数组指针
    LuData Val;     //存放表达式的值
    luINT ErrBegin,ErrEnd;  //表达式编译出错的初始位置和结束位置
    int ErrCode;        //错误代码
    wchar_t ForStr[]=L"int2char(800) % int2char(500)";  //字符串表达式

    if(!InitLu()) return;   //初始化Lu

    SetFunction(L"int2char",lu_int2char,0); //设置二级函数

    LockKey(key_char,Del_char,OpLock_char); //在Lu键树中加锁键，只能存储char类型，但实际上什么也不存储，只为了配合运算符重载

    ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,&hFor,&nPara,&pPara,&ErrBegin,&ErrEnd);  //编译表达式
    if(ErrCode)
    {
        printf("表达式有错误！错误代码： %d 
",ErrCode);
    }
    else
    {
        Val=LuCal(hFor,pPara);  //计算表达式的值，hFor即编译得到的表达式句柄
        if(Val.VType==key_char) printf("Lu表达式的值： %I64d 
",Val.x);
    }
    printf("C 表达式的值： %d 
",((char)800) % ((char)500));

    LockKey(key_char,NULL,OpLock_char);     //在Lu键树中解锁键

    FreeLu();           //释放Lu
}

运行结果：

Lu表达式的值： 8
C 表达式的值： 8

4 函数说明

    本例用到了Lu的6个输出函数：初始化Lu的函数InitLu，释放Lu的函数FreeLu，编译表达式的函数LuCom、计算表达式的函数LuCal、加锁键函数LockKey、注册C/C++函数的函数SetFunction。从这里查看这些函数的说明：Lu编程指南。

5 难点分析

    在给静态类型数据添加运算符重载功能时，需要：（1）用LockKey加锁一个键（本例为key_char），但不需要向Lu系统注册任何键值；（2）删除键值的函数（本例为Del_char）定义为空函数；（3）定义运算符重载函数（本例为OpLock_char）。

    根据函数OpLock_char中定义的运算规则可知，代码中的字符串表达式定义为 "int2char(800) % 500" 或者 "800 % int2char(500)"有相同的运算结果，很明显，本例较简单，没有实现不同数据类型的自动转换。

6 其他

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