为什么重载复合赋值运算符可以是非成员函数？

Question

我最近才发现，复合赋值运算符（如operator+=或operator-=）可以在类作用域之外进行重载。

比如：

class X { }; // A third party class

// The following function is legal:
X& operator+=(X& lhs, const X& rhs) {
    // ...
}

显然，非成员函数无法访问X的私有接口，因此这里没有封装问题。但它确实使它看起来像是X自己的接口的一部分，而事实上并不是。

我认为这可能会导致严重的代码滥用和混乱的行为。想象一下，有人认为使用它与标准容器（如std::vector或std::map）进行一些“聪明的黑客攻击”会很好。

这特别奇怪，因为我认为operator[]和operator->等其他运算符不能是非成员函数，原因就是这个。

那么为什么允许这样做呢？

- Avidan Borisov

---

我没有看到任何问题。 - Columbo

Answer 1

那么为什么允许这样做呢？

你在要求我们读懂Stroustrop的想法，这是不可能的。
但C++的一个普遍原则是不限制开发人员（我们不提供一组被削弱的工具来安全地玩耍。我们提供全套的锋利锯和旋转链枷）。

似乎这可能会导致一些严重的代码滥用和混乱的行为。想象一下，有人认为使用它与标准容器如std::vector或std::map进行一些“聪明的黑客”将是很好的选择。

是的，它可能会。
当您滥用运算符重载时，可能会导致一些危险和致命的事情。最好不要这样做（特别是对于其他人或标准类）。

但是它可以提供一些潜在有用的情况（当您小心时）。这在构建数值“类型”类时特别有用，因为它有助于自动转换，使代码更加自然易读。

- Martin York

Answer 2

考虑一下，如果库A定义了一个对象(比如矩阵对象)，库B用一些类似的对象(比如向量)扩展了库A。

库B想要定义将矩阵与向量链接起来的运算符(例如乘法)。但是如果这些运算符重载必须在原始对象中完成，编写者将陷入困境，用户将处于奇怪的情况:他们可以做向量*矩阵，但不能做矩阵*向量。

特别看一下+=和-=，因为你提到了它们，考虑一个1-by-n矩阵，它实际上是一个向量。我们现在想要执行matrix += vector。

允许在外部定义它们避免了这个问题。

引用：

“我觉得这可能会导致严重的代码滥用和混乱的行为。”

非常正确。但不要忘记这是一种内置预处理器的语言。如果其他开发人员想要使您混淆，他们已经拥有更强大的工具可用。

- Dave

Answer 3

原因之一是它们可能并不总是适用于类。例如，一个类型安全的标志集可以被实现为一个带有重载运算符的枚举，包括复合赋值运算符：

enum Flags : unsigned {
    None   = 0   ,
    Hot    = 1<<0,
    Crazy  = 1<<1,
    Single = 1<<2
};

constexpr Flags operator | (Flags L, Flags R) {
    return (Flags)((unsigned)L | (unsigned)R);
}

// there's nothing this can be a member *of*.
Flags & operator |= (Flags &L, Flags R) {
    return (L = L | R);
}

// etc...

- Jason C