C++-operator[]只能是非静态的成员函数

Question

为什么数组下标运算符[]只能被重载为非静态的成员函数？

Answer 1

C++ 的运算符重载，通常满足一些条件：
1、运算符的功能不能改变；
2、如果operator函数是成员函数，那么也就是第一个操作数和this指针是绑定的，比这个operator应该有的操作数少一个。

关于operator[], 本意是取某个类型数组中的某种元素的元素，按照功能通常应该有两个元素，第一个是数组，第二个下标。但通常数组是这个类的一部分（或全部数据），和this对应。因此，只需要实现给出一个下标参数即可。一般实现如下：
Type &operator[](size_t idx);

这里的数据是和对象相关的，而不是类的数据。因此，不能实现成静态的，而且必须是非静态成员函数。

事实上，C++的很多operator有一些重载的指导原则【C++ Primer给的原则，详见相关章节】；
1、assignment(=), subscript([]), call(()) 和 member access arrow(->), 必须是member function；
2、compound-assigments 建议是member function, 但不强制；
3、改变对象状态的运算符，如：increment(++), decrement(--) 和 dereference(*), 通常实现成member function；
4、对称的运算符，如：数学运算符、相等运算符、关系运算符和位操作运算符，一般应该实现成非成员函数（non-member functions）。