C++中不能重载为友元函数的四个运算符

C++规定有四个运算符 =, ->, [], ()不可以是全局域中的重载(即不能重载为友员函数),这是为什么呢?

在先说说赋值运算符“=”的重载

C++规定赋值运算符“=”只能重载为类的非静态成员函数,而不可以重载为类的友元函数。

不能重载为类的静态成员应该比较容易理解,因为静态成员函数是属于整个类的,不是属于某个对象的,它只能去操作类静态数据成员。而赋值运算符“=”是基于对象操作的。

那么为什么赋值运算符不可以重载为类的友元函数?像同样都是双目运算符的+为什么它就可以呢?

在讨论这问题之前,先看一测试的程序:

#include 
using namespace std;
class A
{
public:
	//默认构造函数
	A(int x = 0) {
		a = x;
		cout << "A(int x = 0)" << endl;
	}
private:
	int a;
};
int main()
{
	A obj1;
	A obj2(10);
	obj1 = 10;
	return 0;
}

程序执行结果为:

A(int x = 0)
A(int x = 0)
A(int x = 0)

说明执行obj = 10;这条语句的时候,首先将右值10调用构造函数,然后将这个临时对象去调用系统默认的赋值运算符重载函数。

若是在程序中,加上赋值运算符重载函数

代码如下:

#include 
using namespace std;
class A
{
public:
	//默认构造函数
	A(int x = 0) {
		a = x;
		cout << "A(int x = 0)" << endl;
	}
	A& operator=(const A& obj) {
		if (this != &obj) {
			a = obj.a;
			cout << "operator=(const A& obj)" << endl;
		}
		return *this;
	}
private:
	int a;
};
int main()
{
	A obj1;
	A obj2(10);
	obj1 = 10;
	return 0;
}

那么答案也是显而易见,右值10调用构造函数,然后将这个临时对象去调用我们自己生成的赋值运算符重载函数。

在此,我们也就可以对C++规则有了如下总结:

当类中没有定义赋值运算符重载成员函数时,当程序执行到某一赋值语句时,程序会调用系统默认生成的赋值运算符重载函数。而当类中有定义赋值运算符重载成员函数,执行赋值语句时,程序就只会去调用相应的赋值运算符重载函数。

我们知道友元函数不是类的成员函数,它只是类的“朋友“,具有访问把它声明为“朋友”的类的数据成员的权限而已。

那么当把赋值运算符重载为类的友员函数,在程序中执行类对象的赋值语句时,程序就会出现两种矛盾的选择。

1、因为它认为类中并没有重载赋值运算符的成员函数,所以它根据C++的规则,会去调用相应的默认赋值运算符重载函数。

2、但是在全局里,我们已经重载了参数类型为此类类型的赋值运算符函数,而这赋值语句刚好和这函数匹配上了,根据C++的规则,也会去调用这函数。

主要原因在于:会与系统默认生成的函数起冲突

程序是不允许有矛盾不确定选择的,所以当赋值运算符重载为类的友元函数时,编译器就会提示错误。

对于剩下的3个运算符 ->, [], () 为什么不能重载为友元函数,也是跟上面一样的道理。即编译器发现当类中没有定义这3个运算符的重载成员函数时,就会自己加入默认的运算符重载成员函数。

例当类A中没有定义运算符->的重载成员函数,但是我们仍然可以对类A对象指针用->的形式调用指针指向的对象里的成员。

例如,类A里有成员函数f(),代码如下:
A a;
A* p = &a;
 p->f();   //虽然类A中没有自己定义运算符->重载成员函数,但这里仍可这样使用

然而,当我们把->运算符重载为类A的友元函数时,程序就会出现跟把赋值运算符重载友元一样的情况,即产生矛盾性。

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