C++在前缀重载中返回引用变量

Question

当我发现的所有代码都显示在重载前缀运算符时返回引用变量时，我感到很困惑。我浏览了 parashift.com 常见问题解答（http://www.parashift.com/c++-faq-lite/operator-overloading.html#faq-13.14），但不清楚，尽管它说会很清楚当你读到它的时候。我将他们的示例改编成一个无意义的、毫无意义的小程序来测试。

#include<iostream>
using namespace std;

class Number {
   public:
      Number& operator++ ();    // prefix ++
      Number  operator++ (int); // postfix ++
      int value() { return value_; }
      void setValue(int value) { value_ = value; }
   private:
      int value_;
};

Number& Number::operator++ () {
   ++value_;
   return *this;
}

Number Number::operator++ (int unused) {
   Number temp;
   temp.setValue(value_);
   ++value_;
   return temp;
}

int main()
{
   Number someNum;
   someNum.setValue(20);
   cout << "someNum : " << someNum.value() << "\n";
   someNum++;
   ++someNum;
   cout << "someNum : " << someNum.value() << "\n";
   return 0;
}

问题是，如果我只是将其声明为 Number 对象，就像这样：

#include<iostream>
using namespace std;

class Number {
   public:
      Number operator++ ();    // prefix ++
      Number  operator++ (int); // postfix ++
      int value() { return value_; }
      void setValue(int value) { value_ = value; }
   private:
      int value_;
};

Number Number::operator++ () {
   ++value_;
   return *this;
}

Number Number::operator++ (int unused) {
   Number temp;
   temp.setValue(value_);
   ++value_;
   return temp;
}

int main()
{
   Number someNum;
   someNum.setValue(20);
   cout << "someNum : " << someNum.value() << "\n";
   someNum++;
   ++someNum;
   cout << "someNum : " << someNum.value() << "\n";
   return 0;
}

我假设我只是需要更好地理解引用变量。谁能简单地解释一下为什么前缀运算符应该被编码为返回引用变量？

Answer 1

之间的区别

Number& Number::operator++ () {
   ++value_;
   return *this;
}

:和

Number Number::operator++ () {
   ++value_;
   return *this;
}

在于，当您使用第一个代码时，以下表达式：

++(++(++someNum)); 

将 someNum 递增三次。请参阅此处的输出： http://ideone.com/y9UlY

但是，当您使用第二个时，此

++(++(++someNum));

值会增加someNum 仅一次！！请参阅此处的输出： http://ideone.com/eOLdj

这是因为当您从 operator++()，第二个和第三个 ++ 调用同一个名为 someNum 的对象，因此，它始终递增同一个对象。但是，当您按值返回时，第二个和第三个 ++ 会调用从 operator++() 返回的临时对象。因此，第二次和第三次调用不会增加 someNum，而是增加在表达式末尾被销毁的临时对象。

现在，如果临时对象被销毁，为什么还要创建呢？毕竟，它的预自增运算符意味着临时对象和原始对象将具有相同的值。因此，好的设计决策是，在定义预自增运算符时按引用返回，以避免创建临时值，并提高性能。

Answer 2

首先，存在效率问题。您正在创建该类的新实例，以便无缘无故地返回它。

其次，还有语义问题。您的代码调用空构造函数或复制构造函数来创建临时对象，然后析构临时对象。如果它具有不恰当的语义，那么该代码实际上并不起作用，只是看起来起作用了。

第三，代码返回错误的内容。考虑：++foo.do_something();。通过您的代码，我们在临时对象上调用“do_something”。我们想要在预递增的 foo 上调用 do_something()。