Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация
вернуться

Александреску Андрей
Шрифт:

От именованных функций не ожидается наличие соответствующих взаимоотношений, так что для большей ясности кода, если возможно неверное истолкование семантики перегруженных операторов, лучше использовать именно функции.

Исключения

Имеются высокоспециализированные библиотеки (например, генераторы синтаксических анализаторов), в предметной области которых соглашения о семантике операторов существенно отличаются от их значений в С++ (например, при работе с регулярными выражениями оператор

operator*
может использоваться для выражения "ноль или большее количество"). Предпочтительно найти альтернативу необычной перегрузке оператора (например, в регулярных выражениях [C++TR104] используются строки, так что
*
может использоваться естественным образом, без перегрузки операторов). Если все же после тщательных размышлений вы решили использовать операторы, убедитесь, что вы четко определили единую схему для всех ваших соглашений, и при этом не затеяли опасные игры со встроенными операторами.

Ссылки

[Cline99] §23.02-06 • [C++TR104] §7 • [Dewhurst03] §85-86 • [Koenig97] §4 • [Lakos96] §9.1.1 • [Meyers96] §6 • [Stroustrup00] §11.1 • [Sutter00] §41

27. Отдавайте предпочтение каноническим формам арифметических операторов и операторов присваивания

Резюме

Если можно записать

а+b
, то необходимо, чтобы можно было записать и
a+=b
. При определении бинарных арифметических операторов одновременно предоставляйте и их присваивающие версии, причем делайте это с минимальным дублированием и максимальной эффективностью.

Обсуждение

В общем случае для некоторого бинарного оператора

@
(
+
,
–
,
*
и т.д.) вы должны также определить его присваивающую версию, так чтобы
a@=b
и
a=a@b
имели один и тот же смысл (причем первая версия может быть более эффективна). Канонический способ достижения данной цели состоит в определении
@
посредством
@=
следующим образом:

T& T::operator@=(const T&) {

 // ... реализация ...

 return *this;

}

T operator@(const T& lhs, const T& rhs) {

 T temp(lhs);

 return temp @= rhs;

}

Эти две функции работают в тандеме. Версия оператора с присваиванием выполняет всю необходимую работу и возвращает свой левый параметр. Версия без присваивания создает временную переменную из левого аргумента, и модифицирует ее с использованием формы оператора с присваиванием, после чего возвращает эту временную переменную.

Обратите внимание, что здесь

operator@
— функция-не член, так что она обладает желательным свойством возможности неявного преобразования как левого, так и правого параметра (см. рекомендацию 44). Например, если вы определите класс
String
, который имеет неявный конструктор, получающий аргумент типа
char
, то оператор
operator+(const String&, const String&)
, который не является членом класса, позволяет осуществлять операции как типа
char+String
, так и
String+char
; функция-член
String::operator+(const String&)
позволяет использовать только операцию
String+char
. Реализация, основной целью которой является эффективность, может определить ряд перегрузок оператора
operator@
, не являющихся членами класса, чтобы избежать увеличения количества временных переменных в процессе преобразований типов (см. рекомендацию 29).

Также делайте не членом функцию

operator@=
везде, где это возможно (см. рекомендацию 44). В любом случае, все операторы, не являющиеся членами, должны быть помещены в то же пространство имен, что и класс
T
, так что они будут легко доступны для вызывающих функций при отсутствии каких-либо сюрпризов со стороны поиска имен (см. рекомендацию 57).

Как вариант можно предусмотреть оператор

operator@
, принимающий первый параметр по значению. Таким образом вы обеспечите неявное копирование компилятором, что обеспечит ему большую свободу действий по оптимизации:

T& operator@=(T& lhs, const T& rhs) {

 // ... реализация ...

 return lhs;

}

T operator@(T lhs, const T& rhs) { // lhs передано по значению

 return lhs @= rhs;

}

Еще один вариант — оператор

operator@
, который возвращает
const
– значение. Эта методика имеет то преимущество, что при этом запрещается такой не имеющий смысла код, как
a+b=c
, но в этом случае мы теряем возможность применения потенциально полезных конструкций наподобие
а = (b+c).replace(pos, n, d)
. А это весьма выразительный код, который в одной строчке выполняет конкатенацию строк
b
и с, заменяет некоторые символы и присваивает полученный результат переменной
а
.

Примеры

Пример. Реализация

+=
для строк. При конкатенации строк полезно заранее знать длину, чтобы выделять память только один раз:

String& String::operator+=( const String& rhs ) {

 // ... Реализация ...

 return *this;

}

String operator+( const String& lhs, const String& rhs ) {