C++中运算符和函数的区别？

Question

我需要帮助理解以下C++的内容，特别是运算符和函数之间的区别：

• 什么是运算符？
• 什么是函数？
• 它们之间有什么区别？
• 用户定义的operator+()是一个函数还是一个运算符？
• 运算符是否可以在编译时操作操作数？它们总是在编译时操作吗？（像C++中的sizeof()一样）

- Nawaz

Answer 1

运算符是类似于+、-、+=等符号（见13.5）。它们本身没有意义。在语义分析期间，会确定运算符的含义。

函数是构造函数、析构函数、转换函数（看起来像operator type()）或者运算符函数（函数模板特化和实例化可以反过来产生它们）。

运算符函数是用来实现运算符的东西（参见13.5）。例如，operator+就是一个例子。它们在所有方面都是函数，与“常规”的函数唯一的区别是它们可能会被隐式调用，并且有一个奇怪的名称。

某些运算符具有内置含义，可以由程序员更改。提到一个运算符的内置含义时，只需说内置运算符（见5/3）。然而，如果这样的运算符应用于为其定义了内置含义的操作数，则只允许在少数情况下更改该含义（这些情况包括赋值、取地址和逗号运算符，见13.5/6）。

- Johannes Schaub - litb

Answer 2

什么是操作符？

操作符是用于表达式中的符号。
例如：+ - * / 等等。

对于内置类型，这些操作是明确定义且不可更改的。
对于用户定义的类型，可以将操作符定义为函数/方法调用的语法糖。

Array a;
a = b + c; // a.operator=(b.operator+(c));

什么是函数？

我们大多数时候将函数和方法互换使用。它们的唯一区别在于，方法与类对象实例相关联。否则它们是相同的。它们提供了一种将一组指令分组在一起的方式。

它们之间有什么区别？

运算符对内置类型的操作由编译器定义。
运算符对用户定义的类型的操作是一个函数调用。

用户定义的 operator+() 是函数还是运算符？

它是一个函数（或方法）。对用户定义的类型使用运算符只是语法糖，实际上是一个函数调用。但在正常会话中，它们仍然称为运算符。

运算符能够在编译时操作操作数吗？

对于内置类型是可以的。编译器具有广泛的优化能力。
对于用户定义的类型。它可以像其他函数一样对运算符进行优化，这可能会导致运算符被消除，但代码不会在编译时执行。

它们总是在编译时操作吗？（例如 C++ 中的 sizeof()）

不是。sizeof() 相对独特。

编辑：

为了说明用户定义类中的运算符行为就像函数一样，这里有一个使用 mem_fun_ref 的示例：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <memory>
#include <functional>

class X
{
    public:
        // Non standard operators.
        // Because std::mem_fun_ref has a known weakness in that it can
        // not be used with methods that take parameters be reference.
        //
        // The principle is the same though. That the operator+ can be
        // used anywhere that the add() method can be used.

        X& operator+(X* rhs)  { return *this;}
        X& add(X* rhs)        { return *this;}
};

typedef X& (X::*MEMF)(X* rhs);

int main()
{
    MEMF    p1  = &X::add;
    MEMF    p2  = &X::operator+;

    X               value;
    std::vector<X>  data;

    std::for_each(data.begin(),
                  data.end(),
                  std::bind2nd(std::mem_fun_ref(&X::operator+),&value));
}

- Martin York

Answer 3

运算符和函数没有实质性的区别，只是运算符的语法不同。但原始运算符并非函数。

- Puppy

Answer 4

“操作符”是什么？

“操作符”通常是对一个变量进行某种形式的标点符号运算。例如，两个整数之间默认的operator+行为是将它们相加。

“函数”是什么？

“函数”是子程序——可重复使用的代码块。

它们之间有什么区别？

就用户代码而言，除了语法外，没有任何区别。请注意，如果您重载operator||、operator&&或（在较小程度上）operator,，则会更改内置操作符语义。在&&和||的情况下，您使通常短路的操作变成不短路的操作。在逗号的情况下，您需要确保从左到右评估参数，因为逗号运算符通常以这种方式运行。

“用户定义的operator+()”是函数还是运算符？

它都不是。它是用户定义的运算符重载。函数名不能以关键字“operator”开头，而运算符只是用于调用运算符重载的实际标点符号，即“+”或“-”。编辑：请注意，尽管从技术上讲它不是一个函数，但它具有函数调用的语义，正如@Martin York's excellent answer中所示。

运算符能在编译时操作操作数吗？它们总是在编译时操作吗？（就像C++中的sizeof()）

不，sizeof无法重载。如果您想进行某种形式的编译时操作，则需要使用类似于模板元编程的东西。请注意，如果编译器能够在编译时执行计算，它可能会省略对您重载的运算符的调用。

- Billy ONeal

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我不同意你对“用户定义的operator+()是函数还是运算符？”的定义。用户类的重载运算符是一个函数/方法。使用运算符只是语法糖，实际上是一个函数/方法调用。a+b实际上是：a.operator+(b)。方法operator+的行为与类中的任何其他方法一样，甚至可以像任何其他方法（如add()）一样取其地址。 - Martin York

@Martin York：它确实具有函数调用的语义，但这并不意味着它是一个函数。例如，您无法使用std::mem_fun_ref调用运算符重载。 - Billy ONeal

可能你可以。问题不在于重载运算符，而是因为mem_fun_ref无法处理具有引用参数的方法（这是mem_fun_ref存在的已知问题）。您可以像任何其他方法一样获取X :: operator+（）的地址，并将其用作另一个方法一样使用。 - Martin York

@Martin：我不知道你可以这样调用它。 - Billy ONeal

Answer 5

在C++中，您可以覆盖应用于类实例的符号+、-、==等的含义。通过在A类中定义"operator+"方法，您告诉编译器如何处理以下代码：

A a, b, c;
c = a + b; // the + here actually calls a.operator+(b)

它也是一个函数，更确切地说是一个实例方法，因为它是被调用的东西。

编辑：另请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Operator_overloading 和http://en.wikibooks.org/wiki/C++_Programming/Operators/Operator_Overloading

- sinelaw

Answer 6

函数和运算符之间没有太大的区别。您可以将使用运算符（例如'a+b'）视为对函数operator+(a，b)的快捷方式，该函数针对a和b的类型进行定义。当然，原始类型（如整数）上的运算符和其他一些例外情况并不一定是这样定义的。

因此，回答您的一些具体问题：

用户定义的operator+()是函数还是运算符？

它是实现运算符的函数。

运算符能在编译时操作操作数吗？它们总是在编译时操作吗？

由于它是一个函数，因此它在运行时操作，但在某些情况下，编译器优化可以为某些运算符在编译时执行工作。我不确定您为什么要问这个问题，所以也许有些我不知道的东西。

- RandomGuy

Answer 7

函数和运算符之间只有两个小差别。

1. 运算符可以以两种方式使用（x+y或operator+(a,b)）。
2. 运算符必须与内置的参数数量相同（operator==必须恰好有两个参数）。唯一的例外是函数调用operator()，它可以重载任意数量的任意参数。

- Xirdus

Answer 8

以下是运算符和函数之间的一些区别：

1. 运算符不会将其参数推入堆栈，而函数会将其参数推入堆栈。

2. 编译器了解运算符的操作，但不知道函数的输出。换句话说，运算符的操作在编译时定义，而函数的操作在运行时定义。

- Manish Kumar

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总的来说，你所说的两点在C ++中都是错误的 - 运算符重载才会发挥作用。 - Mat