第14章 重載運算與類型轉(zhuǎn)換

1. 若已定義perator==，則最好也定義operator!=；若已定義operator<，則最好也定義其它關(guān)系運算符；若類中含有算術(shù)運算符或位運算符，則最好提供對應(yīng)的復(fù)合賦值運算符。
2. 除重載的函數(shù)調(diào)用運算符operator()外，其它重載運算符不能含有默認實參。

14.1 基本概念

1. 運算符函數(shù)必須是類的成員或者至少含有一個類類型的參數(shù)。若是成員函數(shù)，this綁定到左側(cè)運算對象，其參數(shù)數(shù)量比運算對象數(shù)量少一個。
2. 重載運算符的優(yōu)先級、結(jié)合律與對應(yīng)的內(nèi)置運算符保持一致，但無法保留求值順序和短路求值屬性。重載運算符可以是成員函數(shù)或非成員函數(shù)。
3. 只有當(dāng)操作的含義對于用戶來說清晰明了時才重載運算符。若用戶可能對運算符有幾種不同的理解，重載運算符會產(chǎn)生二義性。

// 非成員函數(shù)調(diào)用方法
data1 + data2;
operator+(data1, data2);
// 成員函數(shù)調(diào)用方法
data1 += data2;
data1.operator+=(data2);

14.2 輸入和輸出運算符

1. 輸入輸出運算符必須是非成員函數(shù)，一般被聲明為友元。輸出運算符應(yīng)盡量減少格式化操作，如不應(yīng)該打印換行符。 輸入運算符必須處理輸入可能失敗的情況，而輸出運算符不需要。
2. 當(dāng)流中含有錯誤類型的數(shù)據(jù)時讀取操作可能失敗。當(dāng)讀取操作到達文件末尾或遇到輸入流的其它錯誤時也會失敗。當(dāng)讀取操作發(fā)生錯誤時，輸入運算符應(yīng)該負責(zé)將其從錯誤中恢復(fù)，如將對象置為合法的狀態(tài)。

istream &operator>>(istream &is, const Sales_data &item)
ostream &operator<<(ostream &os, const Sales_data &item)

14.3 算術(shù)和關(guān)系運算符

1. 如果類中同時定義算術(shù)運算符和相關(guān)的復(fù)合賦值運算符，則應(yīng)使用復(fù)合賦值運算符來實現(xiàn)算術(shù)運算符，因為復(fù)合賦值運算符只會修改左側(cè)運算對象，而算術(shù)運算符會創(chuàng)建一個新對象。
2. 若存在唯一一種邏輯可靠的<定義，則應(yīng)考慮為該類定義<運算符。若類中同時還包含==，則當(dāng)且僅當(dāng)<的定義和==產(chǎn)生結(jié)果一致時（若兩個對象不相等，則一個對象應(yīng)該小于另一個對象）才能定義<運算符。

Sales_data &operator+=(const Sales_data &);
Sales_data &operator+(const Sales_data  &lhs, const Sales_data &rhs)
bool operator==(const Sales_data  &lhs, const Sales_data &rhs)
bool operator<(const StrBlob &lhs, const StrBlob &rhs)

14.4 賦值運算符

StrVec &operator=(std::initializer_list<std::string>);

14.5 下標(biāo)運算符

1. 若類包含下標(biāo)運算符，則通常定義兩個版本：一個返回普通引用，另一個是類的常量成員并且返回常量引用。

string &operator[](size_t n);
const string &operator[](size_t n) const;

14.6 遞增和遞減運算符

1. 定義遞增遞減運算符應(yīng)同時定義前置版本和后置版本。后置版本比前置版本多接受一個int類型的形參。

ConstStrBlobPtr &operator++();
ConstStrBlobPtr &operator--();
ConstStrBlobPtr operator++(int);
ConstStrBlobPtr operator--(int);

14.7 成員訪問運算符

1. 箭頭運算符只能用于獲取成員，其運算對象必須是指向類對象的指針或重載->的類的對象。

std::string &operator*() const;
std::string *operator->() const;

14.8 函數(shù)調(diào)用運算符

1. 調(diào)用運算符可以定義多個不同版本，但要求參數(shù)數(shù)量或類型有所區(qū)別。函數(shù)對象即定義調(diào)用運算符的類的對象。函數(shù)對象其行為類似于函數(shù)，常用于泛型算法的實參。
2. lambda被編譯器翻譯成一個含有重載調(diào)用運算符的未命名類的未命名對象。未命名類的調(diào)用運算符默認是const，若lambda被聲明為mutable，則調(diào)用運算符是非const。
3. 若是值捕獲，lambda產(chǎn)生的類必須為捕獲變量創(chuàng)建數(shù)據(jù)成員和構(gòu)造函數(shù)。若是引用捕獲，則編譯器直接使用該引用，而不會創(chuàng)建數(shù)據(jù)成員。
4. lambda產(chǎn)生的類不含默認構(gòu)造函數(shù)、賦值運算符及默認析構(gòu)函數(shù)；其是否含有默認拷貝構(gòu)造函數(shù)和移動構(gòu)造函數(shù)由捕獲的數(shù)據(jù)成員類型決定。

std::string operator()(void) const
std::string operator()() const
bool operator()(const std::string &s)

5. 標(biāo)準(zhǔn)庫定義的函數(shù)對象是模板，使用時需指定類型。函數(shù)對象同樣適用于指針，雖然無法直接比較兩個無關(guān)的指針，但可使用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)對象比較兩個無關(guān)指針。

6. C++可調(diào)用對象包括函數(shù)、函數(shù)指針、lambda表達式、bind創(chuàng)建的對象、重載調(diào)用運算符的類。不同可調(diào)用對象可能具有相同的調(diào)用形式。
7. function是模板。不能直接將重載函數(shù)名字存入function對象，可通過存儲函數(shù)指針或lambda來消除二義性。

14.9 重載、類型轉(zhuǎn)換與運算符

1. 轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)將實參類型轉(zhuǎn)換成類類型，類型轉(zhuǎn)換運算符將類類型轉(zhuǎn)換成其它類型。轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)和類型轉(zhuǎn)換運算符共同定義類類型轉(zhuǎn)換（用戶定義的類型轉(zhuǎn)換）。
2. 類型轉(zhuǎn)換函數(shù)必須是類的成員函數(shù)，不能聲明返回類型，形參列表必須為空，通常是const。除void外，只要某一類型可以作為函數(shù)返回類型，類型轉(zhuǎn)換運算符便可將類類型轉(zhuǎn)換成該類型。
3. 顯式的類型轉(zhuǎn)換與顯式構(gòu)造函數(shù)一樣可阻止編譯器作隱式類型轉(zhuǎn)換，但表達式被作為判斷條件時，編譯器會隱式執(zhí)行顯式的類型轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換目標(biāo)是bool的類型轉(zhuǎn)換常用作判斷條件，故operator bool一般定義成explicit。
4. 編譯器只允許進行一次類類型轉(zhuǎn)換和一次算術(shù)轉(zhuǎn)換，其順序不限。
5. 若兩個類提供相同的類型轉(zhuǎn)換或類定義多個轉(zhuǎn)換規(guī)則，則可能產(chǎn)生多重轉(zhuǎn)換路徑。故通常不要為類定義相同的類型轉(zhuǎn)換，也不要在類中定義兩個及兩個以上轉(zhuǎn)換源或轉(zhuǎn)換目標(biāo)是算術(shù)類型的轉(zhuǎn)換。
6. 調(diào)用重載函數(shù)時，若多個用戶定義的類型轉(zhuǎn)換都提供可行匹配，即使其中存在精確匹配，編譯器也認為調(diào)用存在二義性。
7. 在表達式中，可以通過函數(shù)匹配區(qū)分內(nèi)置運算符和重載運算符，不能通過調(diào)用形式區(qū)分成員函數(shù)和非成員函數(shù)。若類既有轉(zhuǎn)換目標(biāo)是算術(shù)類型的類型轉(zhuǎn)換，又有重載運算符，則會產(chǎn)生內(nèi)置運算符與重載運算符的二義性問題。

// 類型轉(zhuǎn)換運算符一般形式
operator type() const;
// 顯式的類型轉(zhuǎn)換運算符
explicit operator int(){};