C++运算符重载形式--成员函数or友元函数?

1.C++操作符重载形式—成员函数or友元函数

• 1.对运算符重载，需要坚持四项基本原则：
  • 不可臆造运算符；
  • 运算符原有操作数的个数、优先级和结合性不能改变；
  • 操作数中至少一个是自定义类型；
  • 保持重载运算符的自然含义。
• 一般来说，C++运算符重载可采用成员函数和友元函数，二者都可以访问类的私有成员，那么该采用哪一种呢？首先看一下二者的区别。
  • 当重载为成员函数时，会隐含一个this指针；当重载为友元函数时，不存在隐含的this指针，需要在参数列表中显示地添加操作数
  • 当重载为成员函数时，只允许右参数的隐式转换；当重载为友元函数时，能够接受左参数和右参数的隐式转换
• 如下代码:

      class String{
          public:
              String(char *str);
          private:
              char *ptr;
      };
  

• 因为String的构造函数参数为一个char*，所以如果采用友元形式的friend String operator+(const String &A, const String &B)，那么char+String和String+char都能正常工作；而如果采用成员函数形式String::operator+(const String &A)，则只能接受String+char，如果执行char+String则会编译出错。我们往往习惯String+char和char+String都应该被接受。需要注意的是，隐式转换由于临时变量的增加往往效率不高。如果应用程序对效率要求较高，针对以上类，建议选择定义多个运算符的友元重载版本：

      String & operator+(const String &A, const String &B);
      String & operator+(const char *str, const String &B);
      String & operator+(const String &A, const char *str);
  

• **一般而言，对于双目运算符，最好将其重载为友元函数；而对于单目运算符，则最好重载为成员函数。**但是也存在例外情况。有些双目运算符是不能重载为友元函数的，比如赋值运算符=、函数调用运算符()、下标运算符[]、指针运算符->等，因为这些运算符在语义上与this都有太多的关联。比如=表示“将自身赋值为…”，[]表示“自己的第几个元素”，如果将其重载为友元函数，则会出现语义上的不一致。**还有一个需要特别说明的就是输出运算符<<。因为<<的第一个操作数一定是ostream类型，所以<<只能重载为友元函数，**如下：

      friend ostream & operator <<(ostream &os, const Complex &c);
      ostream& operator <<(ostream &os, const Complex &c)
      {
          os << c.m_Real << “+” << c.m_Imag << “i” << endl;
          return os;
      }
  

2.参考博客

• 博客链接