理解C++运算符重载

Understanding C++ operator overloading

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

我今天阅读了一个哈希竞赛的来源，发现了这个：

#define BYTES_IN_BLOCK 1024
struct block{
    uint8_t v[BYTES_IN_BLOCK];
    block(){ memset(v, 0, BYTES_IN_BLOCK); }
    uint64_t& operator[](uint8_t i){ return *(uint64_t*)(v + 8 * i); }
};

然后，在代码的稍后，有这样的：

state = new block[cost]; // cost is a uint32_t (like 1024)
// Probably 50 lines of code.
block prev_block;
prev_block = state[foo]; // foo is a uint32_t

我搞不清楚这是在干什么。现在，我懂C了，但C++不太懂。请耐心等我一下。

这部分：return *(uint64_t*)(v+8*i)应该返回一个uint64_t，并且在我测试它时会这样做：

state->v[8*10] = 12;
uint64_t bar = *(uint64_t*)(v+8*10);
printf("%" PRIu64 "n", bar);

所以这一切都是有道理的。

但是这个：

prev_block = state[foo];

毫无意义。既然state是block*，那么prev_block现在应该"是"state，对吗？但事实并非如此，因为它们的数组不同。

state->v[8*12] = 12;
printf("%" PRIu64 "n", (*state)[12]);
prev_block = state[12];
printf("%" PRIu64 "n", (*(&prev_block))[12]);

那么，这里到底发生了什么？

您混淆了此处涉及的两个operator[]。在上一个示例中，您设置了state[0][12] = 12，并将其与state[12][12]进行比较。由于state是block*，所以state[n]只是正常的阵列访问；它不调用CCD_ 15中定义的CCD_。

state = new block[cost];
prev_block = state[foo];

类似于：

int* arr = new int[size];
int a = arr[index];

这是基本的C++。我不知道为什么这会令人困惑。

这里有许多概念混淆。我要把我看到的所有问题都说一遍，因为它们都很重要，而不仅仅是直接的答案。

state是指向块的指针，但state[0]应该只是一个块，特别是状态中的第一个块，也是*state的结果。

prev_block = state[foo];

块中的所有数据都很简单，只是一个自包含的字节数组，因此它应该可以直接复制，而无需任何特殊帮助。prev_block = state[foo]应将状态[foo]复制到prev_block。由于它是一个副本，地址会有所不同。

在提供的打印输出代码中：

state->v[8*12] = 12;

为了清晰起见，将其分解。CCD_ 20将访问状态数组的第一个元素。state->v[8*12]将访问状态[0]的v[8*12]。CCD_ 22将状态[0]的v[8*12]设置为12。这意味着v的字节96将是12。要引用不同的状态，可以使用(state + array_index)->v[8*12];或state[array_index].v[8*12];。我发现后者更可读。

printf("%" PRIu64 "n", (*state)[12]);

(*state)为您提供阵列中的第一个状态，也就是state[0]。(*state)[12]使用state[0]的[]运算符，定义为uint64_t& operator[](uint8_t i){ return *(uint64_t*)(v + 8 * i); }

这将返回一个64位int，从状态[0].v[12*8]的地址开始，由数组v的下8个字节组成(v[96]到v[103]，得到12,0,0,0,00,0,0,0,0(。这将是12，或者是一个巨大的数字，这取决于系统的endian。包装printf将打印返回的数字。

prev_block = state[12];

将状态数组的第13个元素复制到prev_block，假设state = new block[cost];创建了足够的块。没有什么神奇的，但除了零之外不应该有任何东西，因为唯一设置了任何值的状态是state[0]。您要么想在此处复制state[0]，要么向上写几行state[12]。

printf("%" PRIu64 "n", (*(&prev_block))[12]);

*和&在完成任何事情之前互相抵消。然后，它将打印出如上所述使用block[]运算符的结果。应该为零。

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