If the index is valid, the operator[] method should return the element by reference

int & IntArray::operator[](int index) {
   // TODO
    if (index < 0 || index >= nElements) {
        throw std::out_of_range("ERROR: Index range out of bounds!");
    }
    return array[index];
}

这段代码中的 IntArray::operator[] 函数返回一个整数的引用 (int &)，因此它允许客户端代码通过索引来访问数组元素并修改它们。

1. int & 类型的返回值：int & IntArray::operator[](int index) 声明了一个返回整数引用的函数。这意味着当你在客户端代码中使用 [] 运算符来访问数组元素时，它实际上返回了数组中特定位置的整数的引用。

2. 引用的性质：引用允许你访问和修改原始变量的值。因此，当你使用 IntArray 类的 operator[] 方法来访问数组元素时，它返回了一个引用，允许你读取和修改数组中特定位置的元素。

3. 边界检查：在代码中，先进行了边界检查，确保索引 index 的值在有效范围内。如果索引越界（小于0或大于等于数组大小），则会抛出 std::out_of_range 异常，防止访问无效的内存位置。

因此，当你调用 IntArray 对象的 operator[] 方法，并且传递一个有效的索引，它会返回数组中相应位置的元素的引用。这使得你可以像操作普通变量一样修改该元素的值。例如：

IntArray myArray(5); // 创建一个包含5个元素的整数数组
myArray[2] = 42;    // 修改索引为2的元素的值为42
int x = myArray[3]; // 读取索引为3的元素的值

所以，这是一种重写？C++原来不就有这个修改的功能吗？

是的，这是 C++ 中的运算符重载（operator overloading）的一种应用，特别是重载了 [] 运算符，以便在类中实现数组访问的自定义行为。C++ 中的数组访问本身没有提供越界检查，但你可以自己实现这种检查，以确保程序的健壮性和安全性。

C++ 原生数组（如 int arr[5];）不提供越界检查，这意味着如果你尝试访问数组的无效索引，编译器不会报错，但可能导致不可预测的行为或内存访问错误。为了解决这个问题，C++ 中的类可以通过运算符重载来提供自定义的数组访问功能，以添加边界检查和其他额外的逻辑。

在你提供的代码中，IntArray::operator[] 重载了 [] 运算符，添加了边界检查。这意味着当你使用 [] 运算符来访问 IntArray 类的对象时，它会调用这个自定义的函数，并在访问之前检查索引是否有效。这使得代码更加安全，因为它防止了越界访问。

C++ 提供了运算符重载的机制，使你可以自定义类的行为，使其更符合特定的需求。这是 C++ 中面向对象编程的强大功能之一。原生的数组并没有提供越界检查，但你可以通过自定义类来实现这种检查，以确保代码的健壮性。