28 逻辑操作符的陷阱

目录

• 1 逻辑运算符规则
• 2 重载逻辑表达式

1 逻辑运算符规则

• 逻辑运算符（&& ，|| ，!）的原生语义

  • 操作数只有两种值（true 和 false）
  • 逻辑表达式不用完全计算就能确定最终值
  • 最终结果只能是 true 或者 false

• 示例1：逻辑表达式

  • Demo

    #include <iostream>
    #include <string>
    
    using namespace std;
    
    int func(int i)
    {
        cout << "int func(int i) : i = " << i << endl;
        
        return i;
    }
    
    int main()
    {
        if( 0 && 1 ) {
            cout << "Result is true!" << endl;
        }
        else {
            cout << "Result is false!" << endl;
        }
        cout << endl;
        
        if( 0 || 1 ) {
            cout << "Result is true!" << endl;
        }
        else {
            cout << "Result is false!" << endl;
        }
        cout << endl;
        
        if( func(0) && func(1) ) {
            cout << "Result is true!" << endl;
        }
        else {
            cout << "Result is false!" << endl;
        }
        cout << endl;
        
        if( func(0) || func(1) ) {
            cout << "Result is true!" << endl;
        }
        else {
            cout << "Result is false!" << endl;
        }
        
        return 0;
    }
    

  • 编译运行

    Result is false!
    
    Result is true!
    
    int func(int i) : i = 0
    Result is false!
    
    int func(int i) : i = 0
    int func(int i) : i = 1
    Result is true!
    

2 重载逻辑表达式

• 【问题】逻辑操作符可以重载么？重载逻辑操作符有什么意义？

  • 不可以，会引入陷阱，违背了逻辑操作符的原生语义

• 示例2：重载逻辑操作符

  • Demo

    #include <iostream>
    #include <string>
    
    using namespace std;
    
    class Test
    {
        int mValue;
    public:
        Test(int v)
        {
            mValue = v;
        }
        int value() const
        {
            return mValue;
        }
    };
    
    // 尝试利用全局函数进行重载&&
    bool operator && (const Test& l, const Test& r)
    {
        return l.value() && r.value();
    }
    // 尝试利用全局函数进行重载||
    bool operator || (const Test& l, const Test& r)
    {
        return l.value() || r.value();
    }
    
    Test func(Test i)
    {
        cout << "Test func(Test i) : i.value() = " << i.value() << endl;
        
        return i;
    }
    
    int main()
    {
        Test t0(0);
        Test t1(1);
        
        if( func(t0) && func(t1) )  // <=>函数调用形式： if(operator && (func(to),func(t1)))
        {
            cout << "Result is true!" << endl;
        }
        else
        {
            cout << "Result is false!" << endl;
        }
        
        cout << endl;
        
        if( func(1) || func(0) )  // <=>函数调用形式： if(operator || (func(to),func(t1)))
        {
            cout << "Result is true!" << endl;
        }
        else
        {
            cout << "Result is false!" << endl;
        }
        
        return 0;
    }
    

  • 编译运行

    Test func(Test t) : t.value = 1
    Test func(Test t) : t.value = 0
    Result is false!
    Test func(Test t) : t.value = 1
    Test func(Test t) : t.value = 0
    Result is true!
    

  • 问题：短路法则失效，且调用顺序不定

• 问题的本质分析

  • C++ 通过函数调用扩展操作符的功能
  • 进入函数体前必须完成所有参数的计算
  • 函数参数的计算次序是不定的
  • 短路法则完全失效

• 逻辑操作符重载后无法完全实现原生语义

• Tips

  • 实际工程开发中避免重载逻辑操作符
  • 通过重载比较操作符（与 true 或 false 比较）代替逻辑操作符重载
  • 直接使用成员函数代替逻辑操作符重载
  • 使用全局函数对逻辑操作符进行重载