到底是以成员函数还是全局函数的形式重载运算符？

我不是女神ヾ 2022-12-10 03:38 106阅读 0赞

### 例子 ###

//全局
    friend Complex operator+(const Complex &c1, const Complex &c2);
    //成员，记得加=号，“+=”
    Complex & operator+=(const Complex &c);

## 对于全局函数形式的重载“+” ##

1.  先来看`b = a + 1.1`;，实际上会被转换为`b = operator+(a, 1.1);`这样的形式进行调用；因为存在转换构造函数，并且第一个参数为 double，那么编译器就会将 1.1 转换为一个匿名 complex 对象complex(1.1)，进而在运算符重载函数内部将它们两个的实部，虚部相加，然后返回一个匿名 complex 对象并赋值给 b；
2.  而对于`b = 2.2 + a`;，也是一样的道理，被转换为`b = operator+(2.2, a)`;这样的形式，然后又调用转换构造函数将 2.2 转换为一个匿名 complex 对象complex(2.2)，后面的步骤同上；

## 对于成员函数形式的重载 “+” ##

1.  对于`b = a + 1.1`;，被转换为`b = a.operator+(1.1)`;，1.1 也是被转换为complex(1.1)；
2.  对于`b = 2.2 + a`;，被转换为`b = (2.2).operator+(a)`;，这很显然是`不正确`的，进而编译报错；

## 为什么以全局函数方式重载运算符 “+” ##

**理由**：  
以全局函数的形式重载 +，是为了保证 + 运算符的操作数能够`被对称的处理`；换句话说，小数（double）在 + 左边和右边都是正确的；

## 为什么以成员函数方式重载运算符 “+=”，不是“+” ##

**理由：**  
我们首先要明白，运算符重载的初衷是给类添加新的功能，方便类的运算，它作为类的成员函数是理所应当的，是首选的；不过，类的成员函数不能对称地处理数据，程序员必须在（参与运算的）所有类型的内部都重载当前的运算符；

## 总结 ##

以上面的情况为例，我们必须在 Complex 和 double 内部都重载 + 运算符，这样做不但会增加运算符重载的数目，还要在许多地方修改代码，这显然不是我们所希望的，所以 C++ 进行了折中，`允许以全局函数（友元函数）的形式重载运算符；`

1.  采用全局函数能使我们定义这样的运算符，它们的参数具有逻辑的对称性；  
    与此相对应的，把运算符定义为成员函数能够保证在调用时对第一个（最左的）运算对象不出现类型转换，也就是上面提到的「C++ 不会对调用成员函数的对象进行类型转换」；
2.  有一部分运算符重载既可以是成员函数也可以是全局函数，虽然没有一个必然的、不可抗拒的理由选择成员函数，但我们应该优先考虑成员函数，这样更符合运算符重载的初衷；
3.  另外有一部分运算符重载必须是全局函数，这样能保证参数的对称性；`除了 C++ 规定的几个特定的运算符外，暂时还没有发现必须以成员函数的形式重载的运算符`；C++ 规定，箭头运算符`->`、下标运算符`[]`、函数调用运算符`()`、赋值运算符`=`只能以成员函数的形式重载；