例:
class Rational{
public:
Rational(int numerator=0,int denominator=1);
friend const Ration operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs);
private:
int n,d;
};
这个版本的operator*以by value方式返回其计算结果(一个对象)。但这样会造成相应的构造和析构成本。
若能传递feference,则不需付出代价。但注意,所谓reference只是个名称,代表既有对象。
任何时候看到一个reference声明式,都应该立刻询问,它的另一个名称是什么。因为它一定是某物的另一个名称。
例如上面的代码,若它返回一个reference,则这个reference一定指向某个既有的Rational对象,内含两个Rational对象的乘积。我们不能期望原本就存在一个reference指向此对象,我们必须自己创建这个Rational对象。
因此,写下如下代码:
const Rational& operaotr*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
Rational result(lhs.n*rhs.n,lhs.d*rhs.d);
return result;
}
上述代码是错误的代码,因为你的目标是避免调用构造函数,但result却必须像任何对象一样由构造函数构造起来。
更严重的是,这个函数返回一个reference指向result,但result是个local对象,而local对象在函数退出前就被销毁了。因此,这个版本的operator*并未返回reference指向某个Rational,它返回的reference指向一个“从前的”Rational,因为它已经被销毁了,所以这个行为是未定义的。
想到的一种改进方法是在heap内构造一个对象,并返回reference指向它:
const Rational& operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
Rational* result=new Rational(lhs.n*rhs.n,lhs.d*rhs.d);
return *result;
}
但这样还是会付出一个构造函数调用代价,因为分配所得的内存将以一个适当的构造函数完成初始化动作。
上述代码还有另一个问题:谁该对着new的对象实施delete。
例:
Rational w,x,y,z;
w=x*y*z;//与operator*(operator*(x,y),z)相同
上述代码中,同一个语句调用了两次operator*,因而两次使用new,也就需要两次delete。但没有合理的办法让operator*使用者进行那些delete调用,因为没有合理的办法让他们取得operator*返回的reference背后隐藏的那个指针。这会导致资源泄漏。
或许你会想到用下述代码进行改进,让operator*返回的reference指向一个被定义于函数内部的static Rational对象:
const Rational& operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
static Rational result;//static对象,此函数将返回其reference。
//result=...
//将lhs乘以rhs,并将结果置于result内
return result;
}
考虑以下代码:
bool operator==(const Rational& lhs,const Rational& rhs);
Rational a,b,c,d;
if((a*b)==(c*d))
{
//...
}
else
{
//...
}
上述代码的结果会是什么?
表达式((a*b)==(c*d))总是被核算为true,这个表达式等价于:
if(operator==(operator*(a,b),operator*(c,d)));
在operator==被调用前,已有两个operator*调用式起作用,每一个都返回reference指向operator*内部定义的static Rational对象。因此operator==被要求将“operator* 内的static Rational对象值”拿来和“operator* 内的static Rational对象值”比较,因此比较结果一直是true。
因此,一个“必须返回新对象”的函数的正确写法是:就让那个函数返回一个新对象:
inline const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)
{
return Rational(lhs.n*rhs.n,lhs.d*rhs.d);
}
这样得承受operator*返回值的构造成本和析构成本,但从长远来看这只是为了获得正确行为而付出的一个小小代价。
绝不要返回pointer或reference指向一个local stack对象,或返回reference指向一个heap-allocated对象,或返回pointer或reference指向一个local static对象而有可能同时需要多个这样的对象。