C++ - 重载 [] 运算符

Posted 2023-03-31

【中文标题】C++ - 重载 [] 运算符

【英文标题】：C++ - overloading [] operator

【发布时间】：2016-04-08 04:34:09

【问题描述】：

我有一个模板类数组：

template <class T=int, int SIZE=10>
class Array 
    T TheArray[SIZE];
public:
    void Initialize() 
        for (int idx=0; idx < SIZE; idx++) 
            TheArray[idx] = T();
        
    

    T& operator [](int idx) 
        return TheArray[idx];
    

    T operator [](int idx) const 
        return TheArray[idx];
    

我对运算符[] 重载有一些疑问（我在网上找到了这个例子）。

我了解T& operator [](int idx) 返回对索引为idx 的数组值的引用，而T operator [](int idx) const 返回其值。 但是，我不确定在哪种情况下使用 [] 运算符会返回引用或值。

另外，如果我更改 T operator [](int idx) const -> T operator [](int idx)，编译器会抱怨。这是为什么？ 我可以理解编译器抱怨是因为只有返回类型不同，但是为什么在添加const 时它不抱怨？这只意味着没有任何类内部被修改，对吧？

我尝试调试这个小的主要实现：

int main() 
    int val;
    Array<> intArray;

    intArray.Initialize();
    val = intArray[1];
    printf("%d", intArray[1]);
    intArray[1] = 5;

并且每次调用T& operator [](int idx)。为什么？

提前致谢。

【问题讨论】：

附带说明，比起initialize 之类的函数，更喜欢合适的构造函数。 C++ 为您提供了一个完美的对象初始化工具，它被称为构造函数。

【参考方案1】：

operator[] 重载将根据您调用它的对象的const 限定来选择。

Array<> intArray;
intArray[1]; //calls T& operator[]

const Array<> constArray;
constArray[1]; //calls T operator[]

如果从T operator[] 中删除const，则会出现错误，因为成员函数不能具有相同的const-qualification 和参数，因为无法在它们之间进行选择。

【参考方案2】：

首先，将[] 视为调用this->operator[] 的语法糖。

如果this 是const 指针，则将调用const 版本，否则将调用非const 版本。

继续前进，您应该使用const T& operator [](int idx) const ，即让const 版本返回const 引用。这将节省进行深拷贝的开销。

最后，函数的const-ness 是其签名的一部分。这允许您基于const-ness 进行重载。否则你无法拥有operator[] 的两个版本。

【讨论】：

我什至会在这里调用返回一个临时而不是 const 引用一个设计气味/错误，因为它会导致不一致，即：why cant I use const arguments in memcpy? 应该将自己定位在标准库上以防止出现意外行为std::vector 返回一个常量引用。