Re: [問題] 關於運算子重載(operator overloading)

作者: Feis (永遠睡不著 @@)   2015-05-24 23:34:03
※ 引述《wtchen (沒有存在感的人)》之銘言:
: 問題(Question):
: 目前正在寫一個可以進行加減乘除的大數class。
: 有一個關於operator overloading的問題:
: 據我所知可以使用method(寫在class裏面)或function(class外面)
: 請問一般情況下使用method還是function好呢?
: 我想要overload的operator包括
: +, -, *, /, +=, -/, *=, /=, %
: 目前我唯二知道需要用function解決的有兩種情況:
: - operator 作用於 class 跟另一種 class
: ex: Complex a; double b; Complex c = a * b;
: - 需要用到cout <<
: ex: Complex a(1,1); cout << a << endl;
: 謝謝。
就 C++ 而言,在成員或非成員函式取捨時我的想法大概是這樣的順序:
1. 語法限制: 有些情況下你根本沒得選
情況一: operator=, operator[], operator() 和 operator-> 在標準規定是不能用
非成員函式多載。此時只能用成員函式。
情況二: 當你為二元運算子時,如果左運算元的類別定義無法更改。例如你提到
cout << a; 。此時只能用非成員函式。
情況三: 當你為一元運算子時,如果運算元為 enum 型態,此時只能用非成員函式。
2. 安全考量: 避免隱性轉型。
情況: 當你為二元運算子時,如果左運算元為內建型態或 enum,則優先使用非成員
函式。
3. 封裝考量: 一般非成員函式的優點在於保證其無法存取私有成員。所以從封裝來看,
如果可以的話,非成員函式應該優先。
問題發生在當我們需要存取私有成員時會有兩個選擇: 一個是使用成員函
式,另一個則是使用 friend 的非成員函式。
情況一: 如果是一元運算子,或者是二元運算子但是兩個運算元的類別相
同時,我傾向用成員函式。主要是因為從屬性蠻明確的。
情況二: 如果是二元運算子且兩個運算元的類別不同。則此時看其兩運算
元角色是否一樣,例如其是否遵守交換律,也就是兩個運算元交
換位置是否會得到一樣的結果。如果遵守交換律我會選用非成員
函式 (加 friend),反之則通常是因為會修改到左運算元的內容
(例如 operator +=),此時我會使用成員函式。當然其他情況
就看自己覺得哪個合理 Orz.
依照我的想法,原 po 的 +, - , *, /, % 我會用非成員函式, +=, -=, *= 和 /= 會
用成員函式。不過我相信每個人看法一定有所差異。
作者: azureblaze (AzureBlaze)   2015-05-24 23:41:00
就封裝而言「非成員非friend」是比較好的掛了個friend上去他的存取權就跟成員沒兩樣了
作者: Feis (永遠睡不著 @@)   2015-05-24 23:46:00
此外原 po 也可能參考 std::complex http://goo.gl/yOCkb3*可以參考發現自己少寫了一個情況. 補了一下二元運算子但類別一樣的
作者: wtchen (沒有存在感的人)   2015-05-25 01:41:00
問個問題,當二元運算子跟非同類別之物件作用時例如complex a, double b, complex c = a*b跟complex c = b*a結果會一樣嗎?我是說只要用非成員函式就會自動遵守交換律嗎(有點搞混狀態)
作者: LPH66 (-6.2598534e+18f)   2015-05-25 01:51:00
Feis 說的是語意上的交換律, 編譯器永遠當被 overload 的operator 是不可交換的
作者: wtchen (沒有存在感的人)   2015-05-25 02:08:00
所以若我要讓交換律成立,我得寫兩個非成員函式?const complex operator*(double a, BigNumber& b)和const complex operator*(BigNumber& b, double a) ?(抱歉,BigNumber是我正在寫的大數物件)
作者: LPH66 (-6.2598534e+18f)   2015-05-25 04:06:00
你要直接寫確實是這樣沒錯, 不過這裡如我前篇推文說的一般來說會寫 BigNumber(double) 以及BigNumber operator* (const BigNumber&,const BigNumber&)讓編譯器碰到這種狀況時先用前者建立暫時 BigNumber 物件再使用後者進行計算, 這樣同一段程式就不用寫兩次然後, operator* 一般會再使用 operator *= 來寫同樣也是為了同一段程式不用寫兩次這時的 operator* 會變成用傳值進來再直接 *= 後回傳

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