运算符重载：成员函数 vs 非成员函数？

Question

运算符重载：成员函数 vs 非成员函数？

c++operator-overloadingmember-functionsfriend-functionnon-member-functions

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我读到过，将重载运算符声明为成员函数是不对称的，因为它只能有一个参数，而自动传递的其他参数是this指针。因此，不存在标准来比较它们。另一方面，作为friend声明的重载运算符是对称的，因为我们传递了两个相同类型的参数，因此它们可以进行比较。

我的问题是，当我仍然可以将指针的lvalue与引用进行比较时，为什么要使用friend？（使用不对称版本会产生与对称版本相同的结果）为什么STL算法仅使用对称版本？

- badmaash

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你的问题实际上只涉及二元运算符。并非所有重载运算符都仅限于单个参数。() 操作符可以接受任意数量的参数。而另一方面，一元运算符不能有任何参数。 - Charles Salvia

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https://dev59.com/62855IYBdhLWcg3wUCWC#4421729 - Ben Voigt

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这是C++常见问题解答：运算符重载中涵盖的众多主题之一。 - Ben Voigt

到了C++23，operator[]也可以作为一个带有多个参数的成员函数进行重载。 - Franky

到了C++23，operator[]也可以作为一个带有多个参数的成员函数进行重载。 - undefined

2个回答

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这并不一定是朋友函数重载和成员函数重载之间的区别，而是全局运算符重载和成员函数运算符重载之间的区别。

选择使用全局运算符重载的一个原因是，如果您想允许表达式中类类型出现在二元运算符的右侧，则可以这样做。例如：

Foo f = 100;
int x = 10;
cout << x + f;

只有存在全局运算符重载，如下代码：

Foo operator + (int x, const Foo& f);

请注意，全局运算符重载不一定需要是friend函数。只有在需要访问Foo的私有成员变量时才需要这样，但并不总是这种情况。

如果Foo只有一个类成员函数的运算符重载，例如：

class Foo
{
  ...
  Foo operator + (int x);
  ...
};

如果我们这样做, 那么我们只能有这样的表达式，Foo实例只能出现在加号操作符的左侧。

- Charles Salvia

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+1 表示区分成员函数和非成员函数，而不是成员函数和友元函数。我想今天我们会说“全局或命名空间范围”。 - Adrian McCarthy

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可以查看英文原文，
原文链接

- Nawaz · Accepted Answer

如果你将你的运算符重载函数定义为成员函数，那么编译器会将像 s1 + s2 这样的表达式转换为 s1.operator+(s2)。这意味着运算符重载成员函数被调用时第一个操作数被传递给它。这就是成员函数的工作方式！

但如果第一个操作数不是类呢？如果我们想要重载一个以非类类型（比如double）作为第一个操作数的运算符，那就有一个大问题了。所以你不能这样写：10.0 + s2。不过，你可以对像 s1 + 10.0 这样的表达式编写运算符重载成员函数。

为了解决这个“顺序”问题，如果运算符重载函数需要访问私有成员，我们将其定义为友元函数。只有在需要访问私有成员时才将其设置为友元函数。否则，将其设置为非友元、非成员函数以提高封装性！

class Sample
{
 public:
    Sample operator + (const Sample& op2); //works with s1 + s2
    Sample operator + (double op2); //works with s1 + 10.0

   //Make it `friend` only when it needs to access private members. 
   //Otherwise simply make it **non-friend non-member** function.
    friend Sample operator + (double op1, const Sample& op2); //works with 10.0 + s2
}

请阅读以下内容：
操作数顺序的轻微问题
 非成员函数如何改进封装性