用戶定義的類型，如：字符串，日期，復(fù)數(shù)，聯(lián)合體以及文件常常重載二元 + 操作符以實(shí)現(xiàn)對象的連接，附加或合并機(jī)制。但是要正確實(shí)現(xiàn) + 操作符會給設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和性能帶來一定的挑戰(zhàn)。本文將概要性地介紹如何選擇正確的策略來為用戶定義類型重載這個(gè)操作符。
考慮如下的表達(dá)式： int x=4+2;

　　內(nèi)建的 + 操作符有兩個(gè)類型相同的操作數(shù)，相加并返回右值 6，然后被賦值給 x。我們可以斷定內(nèi)建的 + 是一個(gè)二元的，對稱的，可交換的操作符。它產(chǎn)生的結(jié)果的類型與其操作數(shù)類型相同。按照這個(gè)規(guī)測，當(dāng)你為某個(gè)用戶定義類型重載操作符時(shí)，也應(yīng)該遵循相應(yīng)內(nèi)建操作符的特征。

　　為用戶定義類型重載 + 操作符是很常見的編程任務(wù)。盡管 C++ 提供了幾種實(shí)現(xiàn)方法，但是它們?nèi)菀资谷水a(chǎn)生設(shè)計(jì)上的誤解，這種誤解常常影響代碼的正確性，性能以及與標(biāo)準(zhǔn)庫組件之間的兼容性。
　　下面我們就來分析內(nèi)建操作符的特征并嘗試模仿其相應(yīng)的重載機(jī)制。

　　第一步：在成員函數(shù)和非成員函數(shù)之間選擇

　　你可以用類成員函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)二元操作符如：+、- 以及 ==，例如：

class String
{
public:
bool operator==(const String & s); // 比較 *this 和 s
};?

　　這個(gè)方法是有問題的。相對于其內(nèi)建的操作符來說，重載的操作符在這里不具有對稱性；它的兩個(gè)參數(shù)一個(gè)類型為：const String * const（這個(gè)參數(shù)是隱含的），另一個(gè)類型為：const String &。因此，一些 STL 算法和容器將無法正確處理這樣的對象。

　　另外一個(gè)可選方法是把重載操作符 + 定義為一個(gè)外部（extern）函數(shù)，該函數(shù)帶兩個(gè)類型相同的參數(shù)：

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

　　這樣一來，類 String 必須將該重載操作符聲明為友元：

class String
{
public:
friend String operator+(const String& s1,const String&s2);
};

　　第二步：返回值的兩難選擇

　　如前所述，內(nèi)建操作符 + 返回右值，其類型與操作數(shù)相同。但是在調(diào)用者堆棧里返回一個(gè)對象效率很低，處理大型對象時(shí)尤其如此。那么能不能返回一個(gè)指針或引用呢？答案是不行。因?yàn)榉祷刂羔樒茐膮?shù)類型與返回值類型應(yīng)該相同的規(guī)則。更糟的是，鏈接多個(gè)表達(dá)式將成為不可能：

String s1,s2,s3;
String res;
res=s1+s2+s3; // 不可能用 String* 作為返回值

　　雖然有一個(gè)辦法可以定義額外的 + 操作符重載版本，但這個(gè)辦法是我們不希望用的，因?yàn)榉祷氐闹羔槺仨氈赶騽?dòng)態(tài)分配的對象。這樣的話，如果調(diào)用者釋放（delete）返回的指針失敗，那么將導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。顯然，返回 String* 不是一個(gè)好主意。

　　那么返回 String& 好不好呢？返回的引用必須一定要是一個(gè)有效的 String。它避免了使用動(dòng)態(tài)對象分配，該方法返回的是一個(gè)本地靜態(tài)對象的引用。靜態(tài)對象確實(shí)解決了內(nèi)存泄漏問題，但這個(gè)方法的可行性仍然值得懷疑。在一個(gè)多線程應(yīng)用中，兩個(gè)線程可能會并發(fā)調(diào)用 + 操作符，因此造成 String 對象的混亂。而且，因?yàn)殪o態(tài)對象總是保留其調(diào)用前的狀態(tài)，所以有必要針對每次 + 操作符的調(diào)用都清除該靜態(tài) String 對象。由此看來，在堆棧上返回結(jié)果仍然是最安全和最簡單的解決方案。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 中重载 + 操作符的正确方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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