C++运算符重载说明

C++ Operator overloading explanation

本文关键字：说明 重载 运算符 C++      更新时间：2023-10-16

以下是字符串类的抽象。

class string {
public:
    string(int n = 0) : buf(new char[n + 1]) { buf[0] = ''; }
    string(const char *);
    string(const string &);
    ~string() { delete [] buf; }
    char *getBuf() const;
    void setBuf(const char *);
    string & operator=(const string &);
    string operator+(const string &);
    string operator+(const char *);
    private:
       char *buf;
    };
    string operator+(const char *, const string &);
    std::ostream& operator<<(std::ostream&, const string&);

我想知道为什么这两个运算符重载函数

  string operator+(const char *, const string &);
  std::ostream& operator<<(std::ostream&, const string&);

不是类成员函数或友元函数吗？我知道两个参数运算符重载函数通常是朋友函数（我不确定，如果您也能对此有所启发，我将不胜感激），但是我的教授也没有将它们声明为朋友。以下是这些函数的定义。

 string operator+(const char* s, const string& rhs) {
           string temp(s);
           temp = temp + rhs;
           return temp;
 }
 std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const string& s) {
     return out << s.getBuf();
 }

谁能用一个小例子来解释这一点，或者引导我提出类似的问题。提前谢谢。Regards

friend 关键字授予对class的protected和private成员的访问权限。在您的示例中未使用它，因为这些函数不需要使用 string 的内部;public接口就足够了。

friend函数从来都不是类的成员，即使在作用域内定义也是如此class {}也是如此。这是一个相当令人困惑的问题。有时friend被用作在class {}大括号内定义非成员函数的技巧。但是在您的示例中，没有什么特别的事情发生，只有两个函数。这些功能恰好是运算符重载。

将一些operator+重载定义为成员，将一些重载定义为

成员，而将一个重载定义为非成员，这是一种糟糕的风格。通过使它们全部成为非成员来改进界面。不同类型的转换规则应用于在重载函数内部变得this的左侧参数，这可能会导致令人困惑的错误。所以交换算子通常应该是非成员（friend或不是）。

让我们谈谈运算符 +。将其作为非成员允许如下代码

string s1 = "Hi";
string s2 = "There";
string s3;
s3 = s1 + s2;
s3 = s1 + "Hi";
s3 = "Hi" + s1;

如果 operator+ 是成员而不是命名空间作用域函数，则最后一个赋值语句是不可能的。但如果它是一个命名空间范围函数，则字符串文字"Hi"使用转换构造函数"string（const char *）;"转换为临时字符串对象，并传递给operator+。

在您的情况下，可以在不使此功能成为朋友的情况下进行管理，因为您有私有成员"buf"的访问器。但通常，如果出于某种原因未提供此类访问器，则需要将这些命名空间范围函数声明为友元。

现在让我们谈谈运算符<<。

这是为 ostream 对象定义的插入运算符。如果他们必须打印用户定义类型的对象，则需要修改 ostream 类定义，不建议这样做。

因此，运算符在命名空间作用域中重载。

在这两种情况下，都有一个众所周知的参数相关查找原则，这是查找这些命名空间作用域函数（也称为 Koenig 查找）背后的核心原因。

另一个有趣的读物是命名空间接口原则

运算符可以被成员函数和独立（普通）函数重载。独立重载函数是否是朋友完全无关紧要。友谊属性与操作员超载完全无关。

使用独立函数时，可能需要直接访问类的"隐藏"（私有或受保护）内部，此时将函数声明为 friend 。如果您不需要这种特权访问（即您可以在类的公共接口方面实现所需的功能），则无需将该函数声明为 friend 。

仅此而已。

将独立的重载函数声明为朋友变得如此流行，以至于人们经常称之为"朋友函数重载"。这确实是一个误导性的用词不当，因为正如我上面所说，友谊本身与它无关。

此外，人们有时会将重载函数声明为friend，即使他们不需要对类的特权访问权限。他们这样做是因为friend函数声明可以将函数的即时内联定义直接合并到类定义中。没有friend一个人将被迫做一个单独的声明和一个单独的定义。在某些情况下，紧凑的内联定义可能看起来"更干净"。

我对C++重载有点生疏，但我会通过这个简单的备忘录完成上述答案：

  • 如果左侧操作数的类型是用户定义的类型（例如类），则应（但不必）将运算符重载实现为成员函数。请记住，如果这些重载（很可能像 +、+=、++...）修改左侧操作数，它们将返回对调用类型的引用（实际上是在修改后的对象上）。这就是为什么，例如在 Copleen 的规范形式中，operator=重载是一个成员函数并返回一个"UserClassType &"（因为实际上该函数返回 *this ）。

  • 如果左侧操作数的类型是系统类型（int、ostream等），则应将运算符重载实现为独立函数。

顺便说一句，我一直被告知friend关键词是坏的，丑陋的，吃孩子。我想这主要是编码风格的问题，但我建议您在使用时要小心，并尽可能避免使用它。（我从未遇到过强制使用它的情况，所以我真的说不出来！

（对不起，我的英语不好，我也有点生疏）

镰刀

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