一.背景

在復(fù)習(xí)《C++基礎(chǔ)與提高》時，自己實現(xiàn)運算符重載(i++)時，幾次都報錯。其實還是自己對運算符重載這一部分內(nèi)容理解得不夠透徹，于是再次看了下書上的內(nèi)容，理解算是加深了一些，于是提筆記錄一下。

環(huán)境：win10，QT4.8

二.概述

這部分內(nèi)容主要關(guān)于在重載函數(shù)中，函數(shù)前要不要加const，何時加const，返回類型要不要加&(引用)修飾，何時加&(引用)的問題，還有臨時對象的問題。關(guān)于為什么要重載，重載的規(guī)則，友元重載、成員重載的區(qū)別之類的知識點，這里就不贅述了。

三.內(nèi)容

以類Complex為例

class Complex
{
public:
    Complex(double x = 0, double y = 0)
        :m_x(x), m_y(y){}

    void dis()
    {
        cout<<"("<<m_x<<", "<<m_y<<")"<<endl;
    }
protected:
    double m_x;
    double m_y;
};

1.以實現(xiàn)單目運算符prefix++和surfix++為例。

先提這個例子，一是因為我在復(fù)習(xí)這塊時遇到了一點問題，二是這個有點特別，涉及到啞元的問題。

prefixe++

1).考慮基本數(shù)據(jù)類型，以int類型為例，如下的操作都是可以的；

int a = 1;
++a;
++++a;

2).先實現(xiàn)基本的語義，代碼如下：

Complex Complex::operator++(void)
{
    m_x++;
    m_y++;
    return *this;
}

3)考慮添加

重載函數(shù)返回的是對象自身，并且需要修改對象，我們即可以想到返回的是引用類型。注意，此時引用指向的對象在重載函數(shù)調(diào)用時就已經(jīng)存在了。

4)先運行一下，看下是否能編譯通過

++c1;

++++c1;

此時重載函數(shù)實現(xiàn)的效果，與基本類型效果一致，符合預(yù)期，此時就不考慮重載函數(shù)前面是否加const修飾了。

#include <iostream>

using namespace std;

class Complex
{
public:
    Complex(double x = 0, double y =0)
        :m_x(x), m_y(y){}

    void dis()
    {
        cout<<"("<<m_x<<", "<<m_y<<")"<<endl;
    }

    Complex & operator++(void);
protected:
    double m_x;
    double m_y;
};

Complex & Complex::operator++(void)
{
    m_x++;
    m_y++;
    return *this;
}

int main()
{
    double a = 1.0;
    cout<<++a<<endl;
    ++++a;
    cout<<a<<endl;

    Complex c1(1.0, 2.0);

    Complex cc = ++c1;
    cc.dis();
    cc = ++++c1;  // cc = (c1.operator++()).operator++();
    cc.dis();


    return 0;
}

結(jié)果如下

surfix++

為了區(qū)分prefix++和surfix++兩個成員函數(shù)，須使用啞元進行區(qū)分(引入 啞元，增加了入?yún)⒌姆绞剑谡{(diào)用時不需要添加任何的參數(shù))，其實類似一個占位符。

1).考慮基本數(shù)據(jù)類型，以int類型為例，可以進行的操作和不可以進行的操作

int b = 1;
b++;  // 支持
b++++;  // 不支持

2).先實現(xiàn)基本的語義，代碼如下

Complex operator++(int)
    {
        Complex temp = *this;
        m_x++;
        m_y++;
        return temp;
    }

3)考慮添加

可以觀察到，重載函數(shù)返回的是一個臨時對象。若是串聯(lián)調(diào)用，這個臨時對象它又會調(diào)用一次此重載函數(shù)

c1.operator++(0).operator++(0);

調(diào)用完，然后就消失了。

此時切不可在返回類型中添加&。原因如下：

【不要返回局部對象的引用或指針】

函數(shù)完成后，它所占用的存儲空間也隨之被釋放掉。因此，函數(shù)終止意味著局部變量的引用將指向不再有效的內(nèi)存區(qū)域。同樣地，函數(shù)終止，局部對象被釋放，指針將指向一個不存在的對象。

4)先運行一下，看下是否能編譯通過

我們會發(fā)現(xiàn)，第34行無法通過編譯，但是第42行可以通過編譯。

5)重載的運算符是否會導(dǎo)致表達式可以被賦值，應(yīng)該以基礎(chǔ)類型為準(zhǔn)，如int a, b, c; (a=b)=c;是可以的，而(a+b)=c;是不允許的。返回類型通過加const加以限定來實現(xiàn)。

為了使自定義類型與基本數(shù)據(jù)類型一致，我們在返回類型前面加上const。重載函數(shù)中代碼修改為如下

const Complex operator++(int);

修改之后，我們可以看到，第34行和42行均無法通過編譯，符合預(yù)期。

2.雙目運算符+

1)考慮基本類型，以下操作都是支持的

int a1 = 1, a2 = 2, a3 = 3;
int m;
m = a1+a2;
m = a1+(a2+a3);
m = (a1+a2)+a3;

2)先重載=，成員函數(shù)如下

Complex & Complex::operator=(const Complex &another)
{
    this->m_x = another.m_x;
    this->m_y = another.m_y;
    return *this;
}

3)再重載運算符+，如下：

因為并未修改傳入的參數(shù)，所以參數(shù)前加了const

Complex Complex::operator+(const Complex &another)
{
    return Complex(this->m_x + another.m_x, this->m_y + another.m_y);
}

4)返回類型是否需要加const呢?

我們再對比下表達式的賦值情況，第49行，對于基本類型，臨時對象被賦值的情況編譯無法通過，但是第58行，自定義類型卻編譯通過了。此時，為了使其編譯不過，可通過在返回值類型前加const加以限定。

將代碼

Complex Complex::operator+(const Complex &another);

修改為如下：

const Complex Complex::operator+(const Complex &another);

5)此時，發(fā)現(xiàn)第49和58行均無法通過編譯，同時第55行和第57行也編譯不過了。

這個是為啥呢？

再仔細看剛修改的代碼和第57行代碼。重載函數(shù)返回類型加了const后，返回的就是const對象了。第57行代碼，c1 + c2 + c3; c1 + c2返回的是const對象，而重載函數(shù)是一個非const函數(shù)。此時，即會報錯。

在const修飾類一節(jié)中，有學(xué)習(xí)過：如果const構(gòu)成函數(shù)重載，const對象只能調(diào)用const函數(shù)，非const對象優(yōu)先調(diào)用非const函數(shù)。

調(diào)整，在重載函數(shù)后面添加const，如下：

const Complex Complex::operator+(const Complex &another) const;

四.結(jié)尾

學(xué)無止境，繼續(xù)前行，

參考材料

《C++基礎(chǔ)與提高》 王桂林

《C++ Primer》第5版SB、JL、BE

到此這篇關(guān)于C++運算符重載的一些困惑的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++運算符重載內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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