类外运算符重载

Question

C++ 类重载运算符有两种方法：

类内

class Vector2
{
public:
    float x, y ;

    Vector2 operator+( const Vector2 & other )
    {
        Vector2 ans ;
        ans.x = x + other.x ;
        ans.y = y + other.y ;
        return ans ;
    }
} ;

类外

class Vector2
{
public:
    float x, y ;
} ;

Vector2 operator+( const Vector2& v1, const Vector2& v2 )
{
    Vector2 ans ;
    ans.x = v1.x + v2.x ;
    ans.y = v1.y + v2.y ;
    return ans ;
}

（显然在 C# 中只能使用“类外”方法。）

在 C++ 中，哪种方法更正确？哪个更可取？

Answer 1

基本问题是“您希望对运算符的左侧参数执行转换吗？”。如果是，请使用免费函数。如果不是，请使用班级成员。

例如，对于字符串的 operator+() ，我们希望执行转换，因此我们可以这样说：

string a = "bar";
string b = "foo" + a;

执行转换以将 char * "foo"到 std::string 中。因此，我们将字符串的operator+() 变成了一个自由函数。

Answer 2

首先：两种不同的方式实际上是“作为成员重载”和“作为非成员重载”，而后者有两种不同的写法（as-friend-inside类定义和outside类定义）。称它们为“课堂内”和“课堂外”会让你感到困惑。

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+=、+、-=、- 等的重载具有特殊模式：

struct Vector2 {
  float x, y;
  Vector2& operator+=(Vector2 const& other) {
    x += other.x;
    y += other.y;
    return *this;
  }
  Vector2& operator-=(Vector2 const& other) {
    x -= other.x;
    y -= other.y;
    return *this;
  }
};
Vector2 operator+(Vector2 a, Vector2 const& b) {
  // note 'a' is passed by value and thus copied
  a += b;
  return a;
}
Vector2 operator-(Vector2 a, Vector2 const& b) { return a -= b; } // compact

该模式允许 LHS 参数的其他答案中提到的转换，同时大大简化实现。 （当 RHS 作为 const& 或按值传递时，成员或非成员都允许进行转换，这是应该的。）当然，这仅适用于您确实想要重载的情况+= 和 +、-= 和 - 等，但这仍然很常见。

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此外，有时您希望使用 friends href="http://en.wikipedia.org/wiki/Barton-Nackman_trick" rel="noreferrer">Barton-Nackman 技巧，因为由于模板的怪癖和重载，可能找不到否则。

Answer 3

Meyer 的《Effective C++》对此问题进行了精彩的讨论：第 24 项是“当类型转换应应用于所有参数时声明非成员函数”，第 46 项是“当需要类型转换时在模板内定义非成员函数”。