c++重载运算符时返回值为类的对象或者返回对象的引用问题

重载运算符时返回值为类的对象或者返回对象的引用

最终的目的是为了进行连续的运算

a = b + c + d; //不只是两个对象相加，是为了两个以上的对象的相加

以上面的代码为例，假设a,b,c,d都是同一个类（classA）的不同对象，假如我重载这个类的加号时，返回值类型不是此类或者他的引用，如下

void operator+(classA &a, classA &b)
{
    //加法运算
}

那么在我最上面的代码中，b + c 的值就为空（或者其他类型），那么这个得出来的值就没有办法继续和d来进行加法的运算，也没有办法赋值给a了，这也就无法实现我所期望的连续运算的目的。

所以，c++重载运算符时返回值为类的对象是为了实现连续的运算(大多数这种运算其实是赋值运算或者<< >>)

如果你以后要重载运算符，有什么连续运算的需要，就可以使用这种方法，不过最好也要遵守c++中一些语法的规定，不要重载出来的东西让人摸不着头脑

那么，现在讲为什么有一些函数要返回对象的引用，这其实是为了提高程序的运行效率，众所周知，当一个函数返回一个值时，他并不是将你在此函数里面原有的你想要的那个值返回，而是将你想要的那个值，复制一下，然后把这个复制出来的值给返回，如下

classA operator+(classA &a, classA &b)
{
    classA temp;
    //加法运算
    return temp;
}

代码最终返回的并不是你在函数里定义的那个temp，而是将temp复制了一份，将复制的那份返回了，函数里定义的那个temp在函数运行结束后就释放了。

同理，就算你没有在函数里面新建东西，而是直接返回通过a和b运算出来的一些东西（或者你直接返回*this），他也要复制一下。

所以，只要你不采用返回类的对象，而是返回类的对象的引用，就不会复制，也即不会调用类的复制构造函数，也即提升了程序的效率

classA & operator+(classA &a, classA &b)
{
    //加法运算
    //a.time = a.time + b.time; //假设time是此类的一个属性
    //return a;
    //加法只有这样可以实现连续的运算，有些鸡肋，但是=，<<，>>,就很好用了
}

所以，当你重载的运算符需要连续的运算时，你可以返回他的类的对象。如果你想要减少不必要的开销（复制构造函数），提高程序效率，并且你返回的对象是需要作为左值的话，那么你可以返回他的引用

不过绝大部分 返回对象 或者 他的引用 实现连续运算，都是用在重载 赋值运算符= 或者 插入运算符<< 或者 提取运算符>> 中的。

那里面比较好用，其他的如加法那些，连续运算就很鸡肋，也比较难实现，但是返回引用可以提升效率却是真真的好啊

关于运算符重载中返回值的坑及解决

相信不少朋友在学习运算符重载的时候，都会被参数与返回值应该是左值引用，还是右值引用，还是const常量所困扰。当然我无法一一枚举，这次先讲一下返回值的坑 (没错就是我亲手写的bug)

E0334 “Myclass” 没有适当的复制构造函数

其实这个问题的根源是，没有定义常量参数类型的拷贝构造函数所致

先来看看代码

//头文件head.h
class Myclass
{
private:
	int a;
public:
	Myclass(int b=0):a(b) {}		//构造函数
	Myclass(Myclass& c);			//复制构造函数
	~Myclass(){}					//析构函数
	Myclass operator+(Myclass& d);	//重载+运算符
	friend ostream& operator<<(ostream& os ,const Myclass& d);
									//重载<<运算符
};
//以下是定义
Myclass::Myclass(Myclass& c)
{
	a = c.a;
}
Myclass Myclass::operator+(Myclass& d)
{
	return Myclass(d.a+a);			//！！此处报错
}
ostream& operator<<(ostream& os,const Myclass& d)
{
	os << d.a << std::endl;
	return os;
}
//main.cpp
#include"head.h"
int main()
{
	Myclass a1(5);
	Myclass a2(12);
	Myclass sum = a1 + a2;		//！！此处报错
	std::cout << sum;
}

代码在VS中，又出现了令人讨厌的小红线，没有适当的复制构造函数，这就有疑问了， 不是明明有个构造函数Myclass(int b=0):a(b) {}吗，参数是int很合适啊？

于是，我们定义一个临时变量temp，再将它返回，此时会隐式调用拷贝构造函数而后返回一个副本后原来的temp就die了，因此返回值不可以是引用。

下面是代码

Myclass Myclass::operator+(Myclass& d)
{
	Myclass temp(d.a + a);
	return temp;
}

此时第一处报错消失了，但是第二处报错依然存在，而且仍为 “没有适当的复制构造函数”，这就说明了，我的入手方向应该是拷贝构造函数

经过博主的调试，得知是因为函数的返回值是一个纯右值，为了验证这个想法，使用了右值引用，来接收这个纯右值（当然，右值引用更多的是用在移动构造函数上，将 将亡值“偷”出来）

#include"head.h"
int main()
{
	Myclass a1(5);
	Myclass a2(12);
	Myclass&& sum = a1 + a2;
}

果然，它不报错了

但是考虑到实用性，总不能让用户今后做个加法都要用右值引用接收吧，因此，我们要从源头解决，即重载拷贝构造函数。

值得思考的是，右值不就是被赋值的那个吗，为什么用Myclass&& sum = a1 + a2;无法赋值呢？众所周知，Myclass&& sum = a1 + a2;调用的是拷贝构造函数，类不同于基本数据类型，它要通过程序员来

设置一系列的功能，我们没有设置接受,Myclass类型的右值的功能，只定义了接受int类型的右值的功能，这自然是不行的了。

因此，重载拷贝构造函数

Myclass::Myclass(const Myclass& c)
{
	a = c.a;
}

此时就能运行了

E0349 没有与这些操作数匹配的 “<<” 运算符

关于流运算符为什么要写成$ostream& operator<<(ostream& os,const Myclass& d); 而非ostream& operator<<(ostream& os,Myclass& d);这个问题，网上绝大部分的回答都是输出没必要修改值。

那么我们先定义后者

#head.h
#pragma once
#include<iostream>
using std::ostream;
class Myclass
{
private:
	int a;
public:
	Myclass(int b=0):a(b) {}
	Myclass(Myclass& c);
	Myclass(const Myclass& c);
	~Myclass(){}
	Myclass operator+(Myclass& d);
	friend ostream& operator<<(ostream& os ,Myclass& d);
};
Myclass::Myclass(const Myclass& c)
{
	a = c.a;
}
Myclass::Myclass(Myclass& c)
{
	a = c.a;
}
Myclass Myclass::operator+(Myclass& d)
{
	Myclass temp(d.a + a);
	return temp;
}
ostream& operator<<(ostream& os,Myclass& d)
{
	os << d.a << std::endl;
	return os;
}
#main.cpp
#include"head.h"
int main()
{
	Myclass a1(5);
	Myclass a2(12);
	Myclass&& sum = a1 + a2;		
	std::cout << a1 + a2;				//此处有讨厌小红线
}

不难发现，讨厌的小红线又出来了。

我们可以想象一下这个过程，a1.operator+(a2)，返回了个临时变量，暂且假设它叫newguy，那么newguy为一个右值，又调用了函数os.<<(&d)，传参为&d=newguy,现在问题来了，左值引用怎么能够接受一个纯右值呢？ 而我们定义的重载的流运算符接受的参数类型为左值，我们并没有给出从左值到右值强制类型转换的函数，但是在上一部分，我们给出了从右值到左值的拷贝构造函数，因此，将流运算符声明为前者更好。

C3861 “function”: 找不到标识符

这个问题应该是非常常见的，不习惯将函数（或是类）先声明后定义而又喜欢让函数（或是类）相互调用，但是在类模板它比以上两种更为隐蔽。

#include<iostream>
class A
{
	friend void show();			//“声明”函数
	friend void show1();		//“声明”函数
}; 
void show()						//定义
{
	show1();
}
void show1(){}					//定义
int main()
{
	A a;
	show();						//调用
	show1();					//调用
}

以上流程看似声明->定义->调用非常完美，实则还是会报错的，不过跟以上两种不一样的是，它是在linking的时候出错，这是为什么呢？

原来友元函数并不属于这个类的一部分，在类内定义仅仅是为了告诉编译器“这个函数是这个类的友元函数”，并没有对这个函数本身进行声明，因此，正确的做法应该是这样的：

#include<iostream>
void show();
void show1();
class A
{
	friend void show();
	friend void show1();
}; 
void show()
{
	show1();
}
void show1(){}
int main()
{
	A a;
	show();
	show1();
}

Summary

本文主要讲了三点。

首先，要注意将拷贝构造函数重载。

其次，要将流运算符<<的参数类型确定为(ostream&,const myclass&)，当然，istream则万万不可const，ostream是没有拷贝构造函数的，因此引用也是必须的。

最后，类内友元函数的声明，并不等同于函数本身的声明。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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