浅谈C++中如何重载前置++/--与后置++/--

- 日理万妓 2024-02-17 11:15 52阅读 0赞

#### 前置++/–与后置++/– ####

C++中的++和–操作符存在前置式与后置式，最基本的，作为一名程序员，你应当了解它们实现的不同：

i++;
    ++i;

以上两行代码如果单独使用，在功能上是一致的，它们都实现了让变量i加1的操作，但是实现的机制有所不同：

*  i++是先用后加，即你在t时刻得到的变量i的值实际上还是原来的值，但它实际的值已经被加1；
 *  \++i是先加后用，即你用的值和变量i当前时刻的值是一样的；

int a = 1;
        int b = 1;
    
        cout << "a: " << a << "   前++: " << ++a << "   a:" << a << std::endl;
        cout << "b: " << b << "   后++: " << b++ << "   b:" << b << std::endl;

**运行结果：**

a: 1   前++: 2   a:2
    b: 1   后++: 1   b:2

发现没有？后置式其实是将变量的值找了个临时变量先存了起来，然后再将该变量加1,而前置式则直接将变量加1。

从这个机制上，可以下个结论，后置式在性能上要逊与前置式。这其实也是在建议你，在写for循环时尽量使用前置式++i,而不是后置式i++。

#### 前置++/–与后置++/-- 的重载 ####

C++允许这两个操作符拥有重载能力。但是这时候你可能发现在语法上似乎出现了问题：重载函数是以其参数类型或个数来区分彼此的，然而这是个单目运算符，无论是前置式还是后置式，都没有参数。于是，为了填平这个语言上的漏洞，只好让后置式有一个int自变量，在其被调用的时候，编译器默默为该int指定一个0值。

假设我们有一个复数类complex，现在为其重载++运算符：

class complex
    {
        
    public:
        complex& operator++()
        {
        
            a = a+1;
            b = b+1;
            return *this;
        };
    
        const complex operator++(int)
        {
        
            complex temp = *this;
            ++temp;
            return temp;
        };
    
        int a = 0;
        int b = 0;
    };

其实，前置++与后置++的功能”先加后用“与”先用后加“已经为这两种操作符的实现指明了路线：既然是先加后用，那加完之后的和最后使用的应当是同一样东西，所以应当返回引用。同理，”先用后加“说明应当先把原来的值保存起来，再将其加1，但是最后还是应当返回其原来的值，因为是”先用后加“嘛。另外，你还应当注意，这里保存完原来的值之后，直接调用了前置++去实现加1，这种操作很好的实现了复用，应当被提倡。

但是，你可能会奇怪：为什么后置++必须返回一个const值？而不是像前置++一样返回引用就好了？

首先，返回值是因为这是个局部变量，一旦出了作用域，temp的生命周期就完结了，也就不存在引用了；其次，const 其实是在像”偶像”致敬。偶像？谁是偶像？int。

是的，当你不清楚你的实现应当跟谁保持一致的时候，去看看标准库里的数据类型，int类型支持++ ++ i,但是不支持i++ ++。所以，为了跟标准保持一致，建议像偶像看起。因此，返回const值也就说得通了。

最后，附上源码：

#include <iostream>
    
    class complex
    {
        
    public:
        complex& operator++()
        {
        
            a++;
            b++;
            return *this;
        };
    
        const complex operator++(int)
        {
        
            complex temp = *this;
            ++temp;
            return temp;
        };
    
        int a = 0;
        int b = 0;
    };
    
    std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const complex& value)
    {
        
        os << value.a << " " << value.b << " ";
        return os;
    }
    
    int main()
    {
        
        int a = 1;
        int b = 1;
    
        cout << "a: " << a << "   前++: " << ++a << "   a:" << a << std::endl;
        cout << "b: " << b << "   后++: " << b++ << "   b:" << b << std::endl;
        complex c;
        cout << "c:  " << c << "   前++++:   " << ++ ++c << "  后++   " << c++ << std::endl;
    
        return 0;
    }