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。