Operator Overloading

Back to IF2010 Pemrograman Berorientasi Objek

Operator Overloading

Questions/Cues

• Apa itu Operator Overloading?
• Bagaimana cara deklarasi & implementasi?
• Kapan pakai member vs. non-member (friend)?
• Apa saja aturan & batasan overloading?
• Bagaimana implementasi operator= (Assignment)?
• Bagaimana implementasi operator[] (Subscript)?
• Bagaimana implementasi operator<< & operator>> (Stream)?
• Apa itu “Anggota Kelas Minimal”?

Reference Points

• Materi PDF: “Bahasa C++: Operator Overloading”
• Materi PDF: “Bahasa C++: Konsep Kelas (bagian II)”
• Materi Pendukung: “Tutorial 1”

Konsep Dasar Operator Overloading

Operator Overloading adalah fasilitas di C++ yang memungkinkan kita memberikan makna baru pada simbol operator yang sudah ada (seperti +, -, *, =, <<) untuk digunakan pada tipe data yang kita definisikan sendiri (objek kelas). Tujuannya adalah untuk membuat sintaks manipulasi objek menjadi lebih alami dan intuitif.

// Tanpa overloading, kode bisa jadi kurang intuitif
Complex z = x.add(y.divide(z)); 
 
// Dengan overloading, kode lebih matematis dan mudah dibaca
Complex z = x + y / z; 

Ini pada dasarnya adalah bentuk function overloading, di mana nama fungsinya adalah operator@, dengan @ adalah simbol operator.

Implementasi: Member vs. Non-Member Function

Ada dua cara untuk mendefinisikan fungsi operator:

1. Sebagai Fungsi Anggota (Member Function)

   • Dideklarasikan di dalam kelas.
   • Operan di sebelah kiri operator secara implisit adalah objek itu sendiri (*this).
   • Jumlah parameter formalnya adalah jumlah operan dikurangi satu.

   C++

   class Complex {
   public:
       Complex operator/(const Complex& other); // Hanya butuh 1 parameter untuk operan kanan
   };

2. Sebagai Fungsi Non-Anggota (Non-Member Function)

   • Dideklarasikan di luar kelas.
   • Jumlah parameter formalnya sama dengan jumlah operan.
   • Jika perlu mengakses anggota private atau protected dari kelas, fungsi ini harus dideklarasikan sebagai friend di dalam kelas tersebut.

   class Matrix {
       friend Matrix operator*(const Matrix& a, const Matrix& b); // Butuh 2 parameter
   };
    
   // Implementasi non-member
   Matrix operator*(const Matrix& a, const Matrix& b){
       Matrix result; 
       // Logika perkalian matriks di sini. 
       // Fungsi ini bisa mengakses anggota private dari 'a' dan 'b' 
       // karena sudah diberi izin 'friend'. 
       // ... 
       return result;
   }

Kapan Memilih Member vs. Non-Member?

• Operator =, [], (), dan -> wajib diimplementasikan sebagai fungsi anggota.
• Jika operan di sebelah kiri bukan merupakan objek dari kelas kita (contoh: std::cout << myObject;), operator tersebut wajib diimplementasikan sebagai fungsi non-anggota (biasanya friend).

Aturan dan Batasan Overloading

• Tidak bisa mengubah presedensi (urutan prioritas) dan arity (jumlah operan) dari sebuah operator.
• Tidak bisa membuat simbol operator baru.
• Operator :: (scope), . (member selector), .*, ?: (ternary), dan sizeof tidak bisa di-overload.
• Untuk membedakan ++ prefix dan postfix, versi postfix didefinisikan dengan satu parameter int dummy: T& operator++(); (prefix) vs T operator++(int); (postfix).

Studi Kasus: Operator Kunci

• operator= (Assignment)

  • Berbeda dengan copy constructor. Assignment (a = b;) terjadi pada dua objek yang keduanya sudah ada, sementara copy constructor (Stack s2 = s1;) menciptakan objek baru.

  • Implementasinya harus melakukan deep copy: membebaskan memori lama, mengalokasikan memori baru, lalu menyalin konten.

  • Harus mengembalikan *this by reference (Stack&) untuk mendukung chaining (a = b = c;).

  Stack& Stack::operator=(const Stack& s) {
      delete[] data; // 1. Bebaskan memori lama
      size = s.size;
      data = new int[size]; // 2. Alokasikan memori baru
      topStack = s.topStack;
      for (int i=0; i<topStack; i++) data[i] = s.data[i]; // 3. Salin konten
      return *this; // 4. Kembalikan reference ke objek saat ini
  }

• operator[] (Subscript)

  • Memungkinkan objek untuk diakses seperti array. Berguna untuk membuat container kustom atau map yang bisa melakukan pengecekan batas indeks.

• operator<< & operator>> (Stream)

  • Digunakan untuk membuat I/O yang seragam dan intuitif. Biasanya diimplementasikan sebagai fungsi friend non-anggota karena operan kirinya adalah objek stream (std::ostream atau std::istream), bukan objek kelas kita.

Anggota Kelas Minimal (“The Big Four”)

• Konsep ini menekankan kembali bahwa perancang kelas yang mengelola sumber daya (seperti memori dinamis dengan new) sebaiknya selalu mendefinisikan empat fungsi berikut untuk memastikan perilaku penyalinan dan penghancuran yang benar:
  1. Constructor
  2. Copy Constructor
  3. Operator Assignment (=)
  4. Destructor

Summary

• Operator Overloading memungkinkan kelas kustom di C++ untuk bekerja dengan operator standar (+, =, <<, dll.), membuat kode lebih intuitif. Implementasi dapat dilakukan sebagai member function (jika operan kiri adalah objek kelas) atau non-member/friend function (untuk fleksibilitas, seperti pada stream I/O).
• Mendefinisikan operator= dengan benar—melakukan deep copy dan mengembalikan *this by reference—adalah bagian krusial dari “Anggota Kelas Minimal” untuk manajemen sumber daya yang aman dan dapat diprediksi.

Additional Information (Optional)

The Copy-and-Swap Idiom

• Cara yang sangat populer dan aman untuk mengimplementasikan operator assignment adalah dengan idiom “copy-and-swap”. Ini memanfaatkan copy constructor dan std::swap untuk menyediakan strong exception safety (jika alokasi memori gagal, objek asli tetap dalam keadaan valid).

  C++

  // Di dalam kelas MyClass
  MyClass& operator=(MyClass other) { // Terima parameter by-value, memanggil cctor
      swap(*this, other); // Tukar isi objek saat ini dengan salinannya
      return *this;
  } // 'other' akan dihancurkan di sini, membawa serta data lama dari '*this'
  

Overloading dan Konversi Tipe

• Selain operator, C++ juga memungkinkan Anda mendefinisikan conversion operators yang memungkinkan objek kelas Anda dikonversi secara implisit ke tipe lain. Contoh: operator bool() const; akan memungkinkan objek Anda digunakan dalam konteks if (myObject) { ... }.