在C++中重载运算符+

Question

好的，我正在阅读一本书，尝试学习C++运算符重载。我创建了一个BigInt类，它接受一个单独的int（最初设置为0）作为构造函数。我重载了+=方法，在以下代码中它可以正常工作：

BigInt x = BigInt(2);
x += x;
x.print( cout );

代码将输出4。然后，我正在使用以下代码重载全局运算符+：

BigInt operator+(const BigInt lhs, const BigInt rhs)
{
    BigInt returnValue(lhs);
    returnValue += rhs;
    return returnValue;
}

这对以下代码也适用：

这也适用于以下代码：

BigInt x = BigInt(1);
BigInt y = BigInt(5);
BigInt z = x + y;
z.print();

这会打印出6。然而，当我尝试执行以下代码时，它就无法工作。该书解释得不是很清楚，并暗示它应该可以简单地工作。

BigInt x = BigInt(1);
BigInt z = x + 5;
z.print();

这将打印出1。我不确定z为什么是1，因为应该是6。我在网上和stackoverflow上搜索过，但没有找到其他人有完全像我这样的问题。有些接近，但答案并不适合。非常感谢任何帮助！

- user131441

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我认为这与您的问题无关，但出于效率考虑（并且因为这在C++中是习惯用法），operator+ 的参数应该通过const引用而不是按值传递，例如 BigInt operator+(const BigInt& lhs, const BigInt& rhs)。 - Tyler McHenry

有一件事情一直让我想知道：为什么你要写= BigInt(1)而不是= 1？如果您展示完整的类定义，我们可以更好地帮助您 :) - Johannes Schaub - litb

我同意Tyler的观点。使用“BigInt x(1);”进行初始化更加习惯用法。你现在的做法会创建一个临时对象，然后调用拷贝构造函数（尽管这可能会被优化掉）。 - Dan

字面值“5”不是 BigInt（错误的类型）。 - mingos

@Tyler。实际上，最好的选择是通过值传递lhs，并通过const引用传递rhs（如果您将在函数内部复制lhs，只需将该副本移动到接口即可。这将为编译器提供消除复制的机会，如果lhs是临时的）。 - David Rodríguez - dribeas

Answer 1

最有可能的问题在于+=运算符。请发一下相关代码。

- Anycorn

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当@Johannes Schaub说它是通过隐式转换进行转换时，他是正确的（许多断点和代码跟踪为我找到了这个问题）。问题实际上在于+=运算符。如果没有早期评论和@aaa的帮助，我无法想出解决方法。谢谢你们两个！ - user131441

Answer 2

您需要为BigInt添加int类型的重载；您示例中的常量5是int类型，而不是BigInt类型。以下代码应该可以解决问题：

BigInt operator+(const BigInt lhs, const int rhs)
{
    BigInt returnValue(rhs);
    returnValue += lhs;
    return returnValue;
}

你可能也需要为 operator+(const int lhs, const BigInt rhs) 创建一个函数。

- kevingessner

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代码编译意味着将其转换为BigInt类型已经成功（通过隐式转换方式）。为什么代码会编译并打印出1？这对我来说没有意义。 - Johannes Schaub - litb

是的，除非存在一个以int为参数的非explicit构造函数，即提供了从int到BigInt的转换，否则您需要三个operator+的重载。@kevingessner，在参数列表中int前面的const有点无用。另一方面，返回类型应该是const BigInt，以避免像a+b=c;这样的荒谬行为。 - Nikolai Fetissov

Answer 3

以下是超级简化的代码（我可以添加的最少量，以包含您的所有代码并将其转换为有效的独立可执行程序）：

#include <iostream>

class BigInt
{
  public:
    BigInt(int i): _i(i) {}
    void print() { std::cout << "BigInt(" << _i << ")\n"; }
    void operator +=(const BigInt rhs) { _i += rhs._i; }
  private:
    int _i;
};

BigInt operator+(const BigInt lhs, const BigInt rhs)
{
    BigInt returnValue(lhs);
    returnValue += rhs;
    return returnValue;
}

int main() {
  BigInt x = BigInt(1);
  BigInt y = BigInt(5);
  BigInt z = x + y;
  z.print();

  BigInt ax = BigInt(1);
  BigInt az = ax + 5;
  az.print();

  return 0;
}

发出，如预期：

BigInt(6)
BigInt(6)

请尽可能少地更改此工作代码以重现您观察到的错误 - 这当然会显示您的错误确切位置。

- Alex Martelli

Answer 4

你发布的代码看起来很好，应该可以正常工作。你看到的问题几乎肯定是由于 BigInt 类的复制构造函数或赋值运算符引起的。

- Chris Dodd