演算子のオーバーロード

演算子をオーバーロードする理由

クラスに適した演算子を実装することにより、クラスのオブジェクトを MATLAB^® 言語に統合することができます。たとえば、数値データを含むオブジェクトは、これらのオブジェクトを算術式で使用できるように +、*、- などの算術演算を定義できます。関係演算子を実装することにより、switch ステートメントや if ステートメントなどの条件付きステートメントでオブジェクトを使用することができます。

演算子の定義方法

MATLAB 演算子を実装すると、クラスのオブジェクトを処理できます。演算子を実装するには、関連するクラスメソッドを定義します。

各演算子には、それぞれ関数が関連付けられています。たとえば、+ 演算子には関数 plus.m が関連します。適切な名前をもつクラスメソッドを作成することによって、任意の演算子を実装できます。このメソッドでは、実装される演算に適した手順を実行できます。

演算子と関連付けられている関数名のリストについては、MATLAB 演算子と関連する関数を参照してください。

演算でのオブジェクトの優先順位

ユーザー定義のクラスは、組み込みクラスよりも優先順位が高くなります。たとえば、q がクラス double のオブジェクトであり、p がユーザー定義クラスのオブジェクトであるとします。ユーザー定義クラスに plus メソッドが存在する場合、次の 2 つの式はそのメソッドへの呼び出しを生成します。

q + p 
p + q

このメソッドがクラス double のオブジェクトとユーザー定義クラスのオブジェクトを加算できるかどうかは、このメソッドを実装する方法に依存します。

p と q が異なるクラスのオブジェクトである場合、MATLAB は優先順位則を適用して、使用するメソッドを決定します。

MATLAB がどのメソッドを呼び出すかを決める方法の詳細については、メソッドの呼び出しを参照してください。

演算子の優先順位

オーバーロードされた演算子は、その演算子の元の MATLAB 優先順位を保持します。演算子の優先順位の詳細については、演算子の優先順位を参照してください。

サンプル実装 — 加算可能なオブジェクト

Adder クラスは plus メソッドを定義することにより、このクラスのオブジェクトの加算を実装します。Adder はオブジェクトの加算を NumericData プロパティ値の加算として定義します。plus メソッドは、NumericData プロパティ値が加算の結果となる Adder オブジェクトを作成して返します。

また、Adder クラスは、lt メソッドを定義して "より小" の演算子 (<) を実装します。lt メソッドは、各オブジェクトの NumericData プロパティの値を比較した後に論理値を返します。

classdef Adder
   properties
      NumericData
   end
   methods
      function obj = Adder(val)
         obj.NumericData = val;
      end
      function r = plus(obj1,obj2)
         a = double(obj1);
         b = double(obj2);
         r = Adder(a + b);
      end
      function d = double(obj)
         d = obj.NumericData;
      end
      function tf = lt(obj1,obj2)
         if obj1.NumericData < obj2.NumericData
            tf = true;
         else
            tf = false;
         end
      end
   end
end

double コンバーターを使用して Adder オブジェクトに数値を追加し、クラスのオブジェクトで加算を実行することができます。

a = Adder(1:10)

a = 

  Adder with properties:

    NumericData: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]

2 つのオブジェクトを加算します。

a + a

ans = 

  Adder with properties:

    NumericData: [2 4 6 8 10 12 14 16 18 20]

double にキャストできる任意の値をもつオブジェクトを加算します。

b = uint8(255) + a

b = 

  Adder with properties:

    NumericData: [256 257 258 259 260 261 262 263 264 265]

< 演算子を使用して、オブジェクト a とオブジェクト b を比較します。

a < b

ans =

     1

ユーザークラスの設計を実装するために必要なエラーチェックを、ユーザークラスが提供していることを確認してください。

MATLAB 演算子と関連する関数

次の表は、MATLAB 演算子の関数名の一覧です。配列を扱う演算子 (スカラー拡張、ベクトル化された算術演算など) を実装するには、インデックスと連結の変更も必要となる場合があります。各関数の固有の情報を確認するには、次の表のリンクを使用してください。

演算	定義するメソッド	説明
`a + b`	`plus(a,b)`	2 項の加算
`a - b`	`minus(a,b)`	2 項の減算
`-a`	`uminus(a)`	単項マイナス
`+a`	`uplus(a)`	単項プラス
`a.*b`	`times(a,b)`	要素単位の乗算
`a*b`	`mtimes(a,b)`	行列乗算
`a./b`	`rdivide(a,b)`	要素単位の右除算
`a.\b`	`ldivide(a,b)`	要素単位の左除算
`a/b`	`mrdivide(a,b)`	行列の右除算
`a\b`	`mldivide(a,b)`	行列の左除算
`a.^b`	`power(a,b)`	要素単位のべき乗
`a^b`	`mpower(a,b)`	行列のべき乗
`a < b`	`lt(a,b)`	より小さい
`a > b`	`gt(a,b)`	より大きい
`a <= b`	`le(a,b)`	以下
`a >= b`	`ge(a,b)`	以上
`a ~= b`	`ne(a,b)`	等しくない
`a == b`	`eq(a,b)`	等しい
`a & b`	`and(a,b)`	論理 AND
`a \| b`	`or(a,b)`	論理 OR
`~a`	`not(a)`	論理否定
`a:d:b` `a:b`	`colon(a,d,b)` `colon(a,b)`	コロン演算子
`a'`	`ctranspose(a)`	複素共役転置
`a.'`	`transpose(a)`	行列転置
`[a b]`	`horzcat(a,b,...)`	水平方向の連結
`[a; b]`	`vertcat(a,b,...)`	垂直方向の連結
`a(s1,s2,...sn)`	`subsref(a,s)`	添字を使った参照
`a(s1,...,sn) = b`	`subsasgn(a,s,b)`	添字を使った代入
`b(a)`	`subsindex(a)`	添字を使ったインデックス