C++运算符重载引用传参与返回引用的小小心得

 1 #include <bits/stdc++.h>
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 3 using namespace std;
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 5 //平面向量类，提供完成向量运算和比较的API
 6 //除递增运算符和左移运算符重载外其他函数省略
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 8 class Vec2D
 9 {
10     //形参cout和函数返回值使用引用是为了保证拷贝构造函数的调用，以确保全局cout对象唯一
11     //形参vec使用引用是为了提高函数调用效率，也可以不用
12     friend ostream& operator<<(ostream& cout, Vec2D& v); //重载<<运算符
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14 public:
15     Vec2D(double x, double y); //有参构造函数
16     Vec2D& operator++(); //重载前置++运算符
17     Vec2D operator++(int); //重载后置++运算符
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19 private:
20     double _x;
21     double _y;
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23 };
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25 ostream& operator<<(ostream& cout, Vec2D& v)
26 {
27     cout << '(' << v._x << ',' << v._y << ')' << endl;
28     return cout;
29 }
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31 Vec2D::Vec2D(double x, double y)
32 {
33     _x = x;
34     _y = y;
35 }
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37 Vec2D& Vec2D::operator++()
38 {
39     this->_x++;
40     this->_y++;
41     return *this;
42 }
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44 Vec2D Vec2D::operator++(int)
45 {
46     Vec2D pre = *this;
47     this->_x++;
48     this->_y++;
49     return pre;
50 }
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52 void test01()
53 {
54     Vec2D v1{ 1, 1 };
55     cout << ++v1 << endl;
56     //cout << v1++ << endl;
57 }
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59 int main()
60 {
61     test01();
62     return 0;
63 }

我在初学时遇到的一个问题是：重载后置++运算符时，应不应当返回对象的引用？

　　首先须明确，若令pre = *this，返回引用一定是错误的，因为这是一个开辟在栈内的局部对象，生命周期在成员函数内部，函数结束内存就被释放了；而引用本质是利用指针常量操作对象，利用指针操作不存在的内存是危险的。

　　其次，若想返回引用，须使用pre = new Vec2D(this->_x, this->_y)，这是开辟在堆内的，因此可以安全返回其地址。但与之而来的问题是后续无法对其delete，容易造成内存泄漏。

　　因此，直接返回对象本身最为妥当，尽管会因此隐式调用一次拷贝构造函数。

与之而来的是第二个问题：代码中注释掉的一行cout << v1++ << endl，会报错：“没有与这些操作数匹配的‘<<’运算符”。

　　这是因为在定义<<重载时为了提高函数调用运行效率传递对象时，采取了传址调用（引用），而既然需要解引用，就要求实参必须是可以解引用的值，即左值；

　　而后置++运算符重载返回了一个局部对象，这是一个右值，不能作为左值，所以会报错；

　　修改方法有二：

　　　　（1）把<<运算符重载的形参v修改为传值调用，这样既可以传入一个右值了；

　　　　（2）在形参前加上const修饰，即：

friend ostream& operator<<(ostream& cout, const Vec2D& v);

这是因为当const 修饰一个左值引用（型如const Type &）时，表示该左值引用既可以引用一个左值，也可以引用一个右值（字面值或临时对象），而不带 const修饰的左值引用（型如Type &）只能引用一个左值，不能引用一个右值。