C++ 中奇怪的赋值/乘法运算符行为

Question

有人可以解释一下我的运算符有什么问题吗：

Matrix3D Matrix3D::operator*(Matrix3D& m) {
    Matrix3D ret;
    for(int i=0;i<4;i++) {
        for(int j=0;j<4;j++) {
            ret._data[i][j]=0.0;
            for(int k=0;k<4;k++) {
                ret._data[i][j] += (this->_data[i][k]*m._data[k][j]);
            }
        }
    }
    return ret;
}

Matrix3D& Matrix3D::operator=(Matrix3D& m) {
    if(this==&m) {
        return *this;
    }
    for(int i=0;i<4;i++) {
        for(int j=0;j<4;j++) {
            this->_data[i][j] = m._data[i][j];
        }
    }
    return *this;
}

Matrix3D Matrix3D::Rotation(double ax, double ay, double az) {
    Matrix3D rotX;
    Matrix3D rotY;
    Matrix3D rotZ;
    rotX(
        1,          0,          0,          0,
        0,          cos(ax),    -sin(ax),   0,
        0,          sin(ax),    cos(ax),    0,
        0,          0,          0,          1
    );
    rotY(
        cos(ay),    0,          sin(ay),    0,
        0,          1,          0,          0,
        -sin(ay),   0,          cos(ay),    0,
        0,          0,          0,          1
    );
    rotZ(
        cos(az),    -sin(az),   0,          0,
        sin(az),    cos(az),    0,          0,
        0,          0,          1,          0,
        0,          0,          0,          1
    );

    // Matrix3D ret;
    // ret = rotX*rotY*rotZ;
    // This doesn't work
    // C:\(...)\Matrix3D.cpp|100|error: no match for 'operator=' in 'ret = Matrix3D::operator*(Matrix3D&)(((Matrix3D&)(& rotZ)))'|

    // however this does work

    Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ;
    return ret;
}

如上面的代码所述，类似的东西

    Matrix3D ret;
    ret = rotX*rotY*rotZ;

会导致

    C:\(...)\Matrix3D.cpp|100|error: no match for 'operator=' in 'ret = Matrix3D::operator*(Matrix3D&)(((Matrix3D&)(& rotZ)))'|

编译错误，而类似的东西

    Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ;

将编译而没有任何警告或错误（不知道矩阵是否正确，还没有检查过...）。

Answer 1

Matrix3D& Matrix3D::operator=(Matrix3D& m)

您请求右侧参数是左值。它必须是现有变量，不能是临时值。考虑使用 const Matrix3D& m 代替。

Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ; 之所以有效，是因为它根本不使用 operator=，而是使用默认构造函数 Matrix3D::Matrix3D(const Matrix3D&)。

Answer 2

实际上，两个运算符都被错误地声明了。它们应该采用 const 引用以允许接受右值。

Matrix3D Matrix3D::operator*(const Matrix3D& m) const
//                           ^^^^^              ^^^^^
//                                              this too, since you're not
//                                              changing the LHS during '*'.

Matrix3D& Matrix3D::operator=(const Matrix3D& m)
//                            ^^^^^

您会发现 * 不适用于 rotX*(rotY*rotZ)。

Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ; 编译的原因是 operator= 根本没有被调用。它只是调用 Matrix3D 的复制构造函数来获取乘法结果。乘法之所以有效，是因为 rotX * rotY * rotZ 被重写为

rotX.operator*(rotY).operator*(rotZ)

rotY 和 rotZ 都是左值，因此它们可以绑定到 Matrix3D&。

Answer 3

operator* 和 operator= 的正确声明：

Matrix3D  Matrix3D::operator* (Matrix3D const& m) const;
Matrix3D& Matrix3D::operator= (Matrix3D const& m);

---

阅读材料：

• 什么是左值/右值？
• 什么是 const 正确性，为什么 ::operator* 应该是 const？

---

你的 operator= 虽然 rotX*rotY 接受 Matrix3D& *rotX 将产生一个右值，因此您无法将引用绑定到它。

为了使工作正常，您的 operator= 应该接受 Matrix3D const&，它可以绑定到左值和右值 。

尽管它可能看起来像 Obj a = b 使用 Obj::operator= 但事实并非如此，它会使用通常称为复制构造函数的内容。 此处了解更多相关信息。

Answer 4

将赋值运算符的签名更改为常量正确：

Matrix3D& Matrix3D::operator=(Matrix3D const & m)
//                                     ^^^^^

在示例代码中，赋值运算符想要绑定到临时变量，而临时变量不能绑定到非常量引用。相比之下，由第二段代码调用的复制构造函数确实接受 const 引用，因此不会出现错误。