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[Effective C++]条款24:若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-menber函数

article 2025/3/30 21:53:21

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1、操作符重载&隐式类型转换

C++中，操作符重载可以通过成员函数或非成员函数来实现。当操作符重载是成员函数时，左操作数必须是该类的对象。如果左操作数不是该类的对象，而是需要进行隐式转换的类型，编译器将无法找到匹配的成员函数，从而导致编译错误。
为了避免这个问题，可以将操作符重载定义为非成员函数。非成员函数允许左操作数和右操作数都进行隐式类型转换，从而解决编译错误的问题。

2、代码示例

创建一个Rational类，希望支持Rational对象与整数之间的加法操作。如果将加法操作符重载成成员函数，那么当整数作为左操作数时，编译器无法找到匹配的成员函数，导致编译失败
下面代码中2不是Rational对象，无法调用Rational的成员函数operator+，因为编译器不会对左操作数进行隐式类型转换，成员函数的调用依赖于类的实例。

class Rational {
public:
    Rational(int numerator = 0, int denominator = 1) 
        : numerator_(numerator), denominator_(denominator) {}

    // 成员函数重载加法操作符
    Rational operator+(const Rational& other) const {
        return Rational(numerator_ * other.denominator_ + other.numerator_ * denominator_,
                        denominator_ * other.denominator_);
    }

private:
    int numerator_;
    int denominator_;
};

int main() {
    Rational r1(1, 2);
    Rational r2 = r1 + 2; // 正确：2 可以隐式转换为 Rational 对象
    Rational r3 = 2 + r1; // 错误：2 不能作为左操作数调用成员函数 operator+
}

3、非成员函数重载

非成员函数，允许左操作数和右操作数都进行隐式类型转换

class Rational {
public:
    Rational(int numerator = 0, int denominator = 1) 
        : numerator_(numerator), denominator_(denominator) {}

    int numerator() const { return numerator_; }
    int denominator() const { return denominator_; }

private:
    int numerator_;
    int denominator_;
};

// 非成员函数重载加法操作符
Rational operator+(const Rational& lhs, const Rational& rhs) {
    return Rational(lhs.numerator() * rhs.denominator() + rhs.numerator() * lhs.denominator(),
                    lhs.denominator() * rhs.denominator());
}

int main() {
    Rational r1(1, 2);
    Rational r2 = r1 + 2; // 正确：2 可以隐式转换为 Rational 对象
    Rational r3 = 2 + r1; // 正确：2 可以隐式转换为 Rational 对象
}