定义适当的减法运算符

Question

我为数学对象编写了一个抽象类，并定义了所有运算符。 在使用它时，我发现：

Fixed f1 = 5.0f - f3;

我只定义了两个减法运算符：

inline const Fixed operator - () const;
inline const Fixed operator - (float f) const;

我明白这里出了什么问题 - 加法是可交换的（1 + 2 == 2 + 1），而减法则不可交换（乘法和除法也是如此）。 我的类外部编写了一个函数，如下所示：

static inline const Fixed operator - (float f, const Fixed &fp);

我立即在 这是我讨厌的，并且用“静态”不必要的函数污染了命名空间。

在 gcc-4.3 中将函数移动到类定义中会产生此错误：

error: ‘static const Fixed Fixed::operator-(float, const Fixed&)’ must be either a non-static member function or a non-member function

按照 ​​GCC 建议执行操作，并将其设为非静态函数会导致以下错误：

error: ‘const Fixed Fixed::operator-(float, const Fixed&)’ must take either zero or one argument

为什么我不能在类定义中定义相同的运算符？ 如果没有办法做到这一点，还有什么不使用 friend 关键字的方法吗？

同样的问题也适用于除法，因为它也遇到同样的问题。

Answer 1

如果您需要确保好友功能可以正常使用：

http://www.gotw.ca/gotw /084.htm

哪些操作需要访问
否则我们将拥有内部数据
通过友谊给予？ 这些应该
一般都是会员。 （有一些
罕见的例外情况，例如操作
需要在左手进行转换
参数和一些像运算符<<()
其签名不允许 *this
成为他们的第一个参考
参数; 即使这些通常也可以
非好友的实现方式为
（可能是虚拟的）成员，但是
有时这样做只是
练习柔术，他们是
最好且自然地表达为
朋友们。）

您属于“需要对左侧参数进行转换的操作”阵营。 如果您不想要朋友，并且假设您有一个用于 Fixed 的非显式 float 构造函数，则可以将其实现为：

static inline Fixed operator-(const Fixed &lhs, const Fixed &rhs) {
    return lhs.minus(rhs);
}

然后实现 minus 作为公共成员函数，大多数用户不会费心，因为他们更喜欢运算符。

我假设如果您有 operator-(float) 那么您就有 operator+(float)，所以如果您没有转换运算符，您可以使用：

static inline Fixed operator-(float lhs, const Fixed &rhs) {
    return (-rhs) + lhs;
    // return (-rhs) -(-lhs); if no operator+...
}

或者只是固定(lhs) - rhs（如果您有显式float 构造函数）。 这些可能会或可能不会像您的朋友实施那样有效。

不幸的是，该语言不会竭尽全力去适应那些碰巧讨厌其关键字之一的人，因此运算符不能是静态成员函数并以这种方式获得友谊的效果;-p

Answer 2

1. “这就是朋友的用途......”
2. 您可以在 float 和您的类型之间添加隐式转换（例如，使用接受 float 的构造函数） ...但我确实认为使用朋友更好。

Answer 3

当你定义这样的东西时，

inline const Fixed operator - (float f) const;

你是在说我希望这个运算符（你在类内部）对特定类型进行操作，例如这里的 float 。

而友元二元运算符则表示两种类型之间的运算。

class Fixed
{
    inline friend const Fixed operator-(const Fixed& first, const float& second);
};

inline const Fixed operator-(const Fixed& first, const float& second)
{
    // Your definition here.
}

对于友元操作员，您可以将自己的班级放在操作员的任一侧。

Answer 4

一般来说，用于算术运算的自由函数运算符比实现成员函数更好。 主要原因是你现在面临的问题。 编译器会对左侧和右侧进行不同的处理。 请注意，虽然严格的 OO 追随者只会考虑类大括号内的那些方法是其接口的一部分，但它已经 专家认为在 C++ 中情况并非如此。

如果自由函数操作员需要访问私有成员，请将该操作员加为好友。 毕竟，如果它在同一个头文件中提供（遵循上面 Sutter 的基本原理），那么它就是类的一部分。

如果您确实想避免它并且不介意使您的代码不那么惯用（从而不太可维护），您可以提供一个公共方法来完成实际工作并从操作员分派到该方法。

class Fixed {
private:
   Fixed();
   Fixed( double d ); // implicit conversion to Fixed from double

   Fixed substract( Fixed const & rhs ) const;
// ...
};

Fixed operator-( Fixed const & lhs, Fixed const & rhs )
{
   return lhs.substract( rhs );
}

在上面的代码中，您可以减去Fixed - Fix、Fixed - double、double - Fixed。 编译器将找到 free 函数并将双精度数隐式转换（在示例中通过 double 构造函数）为 Fixed 对象。

虽然这对于算术运算符来说是不惯用的，但它接近证明多态转储运算符的惯用方式。 因此，虽然不是最自然的解决方案，但它也不会是最令人惊讶的代码

// idiomatic polymorphic dump operator
class Base {
public:
   virtual std::ostream& dump( std::ostream & ) const;
};
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, Base const & d )
{
   return d.dump( o );
}