C++ 中重载操作符的设计方法

　　消费者定义的类型，如：字符串，日期，复数，联合体以及文件 一般重载二元 + 操作符以实现对象的衔接，附加或合并机制 。然而要正 确切现 + 操作符会给设计，实现和性能带来 定然的 挑战 。本文将概要性地介绍如何 取舍正确的策略来为消费者定义类型重载这个操作符 。

　　考量如下的 抒发式： int x=4+2;

　　内建的 + 操作符有两个类型 雷同的操作数，相加并返回右值 6， 而后被赋值给 x 。我们 可以 断定内建的 + 是一个二元的，对称的，可 交换的操作符 。它产生的 后果的类型与其操作数类型 雷同 。依照这个规测，当你为某个消费者定义类型重载操作符时，也应该遵照相应内建操作符的 特色 。

　　为消费者定义类型重载 + 操作符是很常见的编程 使命 。 只管 C++ 提供了几种实现 步骤，然而它们方便使人产生设计上的 误会，这种 误会 一般影响代码的正确性，性能以及与 标准库组件中间的兼容性 。

　　下面我们就来 综合内建操作符的 特色并尝试摹仿其相应的重载机制 。

　　第一步：在成员函数和非成员函数中间 取舍

　　你 可以用类成员函数的 模式实现二元操作符如：+、- 以及 ==，例如：

class String

{

public:

bool operator==(const String & s)； // 比较 *this 和 s

};

　　这个 步骤是有问题的 。 有关于其内建的操作符来说，重载的操作符在这里不 存在对称性；它的两个参数一个类型为：const String * const(这个参数是隐含的)，另一个类型为：const String & 。 因此，一些 STL 算法和容器将 无奈正确 解决这样的对象 。

　　另外一个可选 步骤是把重载操作符 + 定义为一个外部(extern)函数，该函数带两个类型 雷同的参数：

　　String operator + (const String & s1, const String s2)；

　　这样一来，类 String 必须将该重载操作符申明为友元：

class String

{

public:

friend String operator+(const String& s1,const String&s2)；

};

　　第二步：返回值的两难 取舍

　　如前所述，内建操作符 + 返回右值，其类型与操作数 雷同 。然而在调用者堆栈里返回一个对象效率很低， 解决大型对象时尤其如此 。那么能不能返回一个指针或 引用呢？答案是不行 。由于返回指针 毁坏参数类型与返回值类型应该 雷同的 规定 。更糟的是，链接多个 抒发式将成为不可能：

String s1,s2,s3;

String res;

res=s1+s2+s3; // 不可能用 String* 作为返回值

　　 固然有一个 步骤 可以定义额外的 + 操作符重载版本，但这个 步骤是我们不 盼望用的，由于返回的指针必须指向动态 调配的对象 。这样的话，假如调用者 开释(delete)返回的指针失败，那么将招致内存 透露 。显然，返回 String* 不是一个好 主张 。

　　那么返回 String& 好不好呢？返回的 引用必须 定然要是一个有效的 String 。它幸免了 使用动态对象 调配，该 步骤返回的是一个当地静态对象的 引用 。静态对象 确切解决了内存 透露问题，但这个 步骤的可行性 依旧值得 嫌疑 。在一个多线程 利用中，两个线程可能会并发调用 + 操作符， 因此造成 String 对象的 混乱 。并且，由于静态对象总是保留其调用前的状态，所以有必要针对每次 + 操作符的调用都 革除该静态 String 对象 。由此看来，在堆栈上返回 后果 依旧是最安全和最 方便的解决 方案 。