возвращаемое значение перегрузки оператора в C ++

Question

У меня есть вопрос о возвращаемом значении перегрузки операторов в C ++. Как правило, я обнаружил два случая, один - возврат по значению, а другой - возврат по ссылке. Так что же под этим правилом? Особенно в том случае, когда вы можете использовать оператора постоянно, например, cout<<x<<y.

Например, при реализации операции + «строка + (строка)». как бы вы вернули возвращаемое значение, по ref или по val.

Answer 1

Некоторые операторы возвращают по значению, некоторые по ссылке. В общем случае оператор, результатом которого является новое значение (например, +, - и т. Д.), Должен возвращать новое значение по значению, а также оператор, результатом которого является существующее значение, но измененное (например, <<, >>, + =, - = и т. д.), должны возвращать ссылку на измененное значение.

Например, cout - это std::ostream, а вставка данных в поток является операцией изменения, поэтому для реализации оператора << для вставки в ostream оператор определяется следующим образом:

std::ostream& operator<< (std::ostream& lhs, const MyType& rhs)
{
  // Do whatever to put the contents of the rhs object into the lhs stream
  return lhs;
}

Таким образом, когда у вас есть составной оператор, такой как cout << x << y, сначала вычисляется подвыражение cout << x, а затем выражение [result of cout << x ] << y. Поскольку оператор << on x возвращает ссылку на cout, выражение [result of cout << x ] << y эквивалентно cout << y, как и ожидалось.

И наоборот, для «строка + строка» результатом является новая строка (обе исходные строки не изменены), поэтому она должна возвращаться по значению (в противном случае вы бы возвращали ссылку на временный объект, что является неопределенным поведением).

Answer 2

Чтобы попытаться ответить на ваш вопрос о строках, оператор + () для строк почти всегда реализуется как свободная (не входящая в состав) функция, так что неявные преобразования могут выполняться для любого параметра. Это так, что вы можете сказать такие вещи, как:

string s1 = "bar";
string s2 = "foo" + s1;

Учитывая это, и мы видим, что ни один из параметров не может быть изменен, он должен быть объявлен как:

RETURN_TYPE operator +( const string & a, const string & b );

Мы игнорируем RETURN_TYPE на данный момент. Поскольку мы не можем вернуть ни один из параметров (потому что мы не можем их изменить), реализация должна создать новое объединенное значение:

RETURN_TYPE operator +( const string & a, const string & b ) {
    string newval = a;
    newval += b;    // a common implementation
    return newval;
}

Теперь, если мы сделаем ссылку RETURN_TYPE, мы будем возвращать ссылку на локальный объект, который хорошо известен как "нет-нет", поскольку локальный объект не существует вне функции. Поэтому наш единственный выбор - вернуть значение, то есть копию:

string operator +( const string & a, const string & b ) {
    string newval = a;
    newval += b;    // a common implementation
    return newval;
}

Answer 3

Если вы хотите, чтобы перегрузка вашего оператора велась как встроенный оператор, то правило довольно простое; Стандарт точно определяет, как ведут себя встроенные операторы, и будет указывать, является ли результат встроенного оператора rvalue или lvalue.

Правило, которое вы должны использовать:

• если встроенный оператор возвращает rvalue, то ваша перегрузка должна возвращать ссылку
• если встроенная функция возвращает lvalue, то ваша перегрузка должна возвращать значение

Однако ваша перегрузка не обязана возвращать тот же тип результата, что и встроенная, хотя это то, что вы должны делать, если у вас нет веских причин поступить иначе.

Например, KennyTM отметил в комментарии к другому ответу, что перегрузки потока для операторов << и >> возвращают ссылку на левый операнд, а не так, как работают встроенные модули. Но разработчики интерфейса потока сделали это, чтобы потоковый ввод-вывод мог быть прикован.

Answer 4

Обычно вы возвращаетесь по ссылке в операции, которая изменяет значение вещей, на которых он работает, например = или +=. Все остальные операции возвращаются по значению.

Впрочем, это скорее практическое правило. Вы можете разработать свой оператор в любом случае.

Answer 5

В зависимости от оператора может потребоваться возврат по значению.

Когда оба могут быть использованы, как, например, в операторе + =, вы можете рассмотреть следующее:

• Если ваши объекты неизменны, вероятно, лучше вернуть по значению.
• Если ваши объекты изменчивы, вероятно, лучше вернуться по ссылке.