c++ - 是否可以将重载的提取运算符与重载的算术运算符级联？

Question

我正在尝试在 C++ 中实现一个 COMPLEX 类，并重载算术运算符以及用于输入/输出的“<<”和“>>”运算符。算术运算符单独和级联时也按预期工作 - 但在尝试执行以下语句时我无法获得正确的结果:

cout &lt&lt "something" &lt&lt complex1 + complex2 &lt&lt "\n";

其中 complex1 和 complex2 是 COMPLEX 类的对象。

类定义的片段:

class COMPLEX{
    int a;  // Real part
    int b;  // Imaginary part
public:
    COMPLEX operator = (COMPLEX );
    COMPLEX operator + (COMPLEX ) const;
    friend istream& operator &gt&gt (istream &, COMPLEX &);
    friend ostream& operator &lt&lt (ostream &, COMPLEX &);
-snip-
}


COMPLEX COMPLEX::operator = (COMPLEX t_c) {
    return COMPLEX(a = t_c.a, b = t_c.b);
}

COMPLEX COMPLEX::operator + (COMPLEX t_c) const{
    return COMPLEX(a + t_c.a, b + t_c.b);
}

istream& operator &gt&gt (istream &i_s, COMPLEX &t_c){
    i_s &gt&gt t_c.a &gt&gt t_c.b;
    return i_s;
}

ostream& operator &lt&lt (ostream &o_s, COMPLEX &t_c){
    o_s &lt&lt t_c.a &lt&lt "+" &lt&lt t_c.b &lt&lt "i";
    return o_s;
}

除此之外，我还重载了运算符。

当我尝试将 << 与任何其他重载运算符级联时，重载的 << 友元函数不会被调用。取而代之的是调用运算符(operator)并显示其结果。

Answer 1

问题是你的流插入运算符定义为

friend ostream& operator << (ostream &, COMPLEX &);

这需要对 COMPLEX 的非常量引用对象作为第二个参数。当你尝试写作时

cout << a + b << endl;

a + b 的值是右值，而不是左值，因为它是函数operator + 返回的值.在 C++ 中，您不能将引用绑定(bind)到右值，因为那时您可以做这样的坏事:

COMPLEX& c = a + b; // This step isn't legal
c = 137;            // Wait, what object did we just change?

这里的问题是，如果我们可以绑定(bind)引用 c a + b 返回的临时对象，然后我们可以使用引用对该对象进行更改。但这没有任何意义 - a + b是表达式的值，而不是实际对象。

这与此处发生的问题相同。你的operator <<函数不能带a + b作为第二个参数，因为 a + b是右值。

要解决此问题，您可以更改 operator <<采取const引用复杂的:

friend ostream& operator<< (ostream& out, const COMPLEX& c);

这是可行的，因为在 C++ 中，您可以将 const 引用绑定(bind)到右值。这背后的基本原理是，如果您有一个对临时对象的 const 引用，则不能对该临时对象进行任何更改，因此上面的示例绑定(bind)了对 a + b 的引用。不再是问题。

一般来说，任何接受参数的重载运算符，其类型是不修改该实例的类的另一个实例，都应该通过 const 引用获取其参数。这适用于 operator = 之类的事情, operator +等，因为它避免了这个问题。