C++中前置操作符和后置操作符的重载

1，C 语言中讨论了原生含义，C++ 中有必要考虑前置、后置操作符能够重载，有何问题；

 

2，值得思考的问题：

    1，下面的代码有没有区别？为什么？

       1，i++  // i 的值作为返回值，i 自增 1；

       2，++i  // i 自增 1，i 的值作为返回值；

       3，没有使用返回值，由于编译器（不同的编译器都是一样的）的优化，在工程上面，这两行代码没有区别；

    2，真的有区别吗？编程实验：

       1，main.cpp 文件：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    int i = 0;

    i++;

    ++i;

    return 0;
}

　　2，底层对应代码：

 

     　　1，工程上除了使用的寄存器有差别之外，本质没有什么差别；

     　　2，这是由于编译器的优化，这里是单独存在的、并没有使用它们的返回值，这个时候编译器的优化就是将返回值抛弃，得到的汇编代码就是上述内容；

      

3，现代编译器中的自增特性：

    1，现代编译器产品会对代码进行优化；

    2，优化使得最终的二进制程序更加高效；

    3，优化后的二进制程序丢失了 C/C++ 的原生语义；

    4，不可能从编译后的二进制程序还原 C/C++ 程序；

   

4，思考：

    1，++ 操作符可以重载吗？如何区分前置 ++ 和后置 ++ ？

       1，可以，-- 操作符也可以；

   

5，++ 操作符重载：

    1，++ 操作符可以被重载：

       1，全局函数和成员函数局可以进行重载；

       2，重载前置 ++ 操作符不需要额外的参数；

       3，重载后置 ++ 操作符需要一个 int 类型的占位参数；

    2，++ 操作符的重载编程实验：

       1，main.cpp 文件：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int i)
    {
        mValue = i;
    }
    
    int value()
    {
        return mValue;
    }
    
    Test& operator ++ ()  // ++ 后返回自身；
    {
        ++mValue;  // 先将当前操作数加 1；
         
        return *this;  // 加 1 后返回当前的操作数；
    }
    
    /* 若这个操作符不实现，则编译器显示：error: no 'operator++(int) declared for poatfix '++', try prefix operator instead */
    /* C 语言中定义，如果是后置 ++，它先将当前操作数值保存在临时对象中；于是这里借助局部对象 ret 保存下来，之后返回 */
    Test operator ++ (int)  // 占位参数为 int 类型；
    {
        Test ret(mValue);// ++ 之前的值先返回，当然这里先存储着返回值，之后再 ++；
        
        mValue++;  // 然后 ++
        
        return ret;
    }
};

int main()
{
    Test t(0);
    
    t++;  
    
    ++t;
    
    return 0;
}

　　2，上述 main() 中的两行加加代码，因为调用函数不一样，所以有差异，并 且前置 ++ 效率更高，因为它的实现没有生成额外的对象，意味着不需要过  多的栈内存，不需要调用构造、析构函数；

      

6，真正的区别（本博文2 中的思考）：

    1，对于基础类型的变量：

       1，前置 ++ 的效率与后置 ++ 的效率基本相同；

           1，编译器会优化；

       2，根据项目组编码规范进行选择；

    2，对于类类型的对象：

       1，前置 ++ 的效率高于后置 ++；

       2，尽量使用前置 ++ 操作符提高程序效率；

      

7，复数类的进一步完善 class Complex 编程实验：

    1，Complex.h 文件： 

#ifndef _COMPLEX_H_
#define _COMPLEX_H_

class Complex
{
    double a;
    double b;
public:
    Complex(double a = 0, double b = 0);
    double getA();
    double getB();
    double getModulus();
    
    Complex operator + (const Complex& c);
    Complex operator - (const Complex& c);
    Complex operator * (const Complex& c);
    Complex operator / (const Complex& c);
    
    bool operator == (const Complex& c);
    bool operator != (const Complex& c);
    
    Complex& operator = (const Complex& c);
    
    /* 本博文重载了下面两个操作符 */
    Complex& operator ++ ();
    Complex operator ++ (int);
};

　2，Complex.cpp 文件：

#include "Complex.h"
#include "math.h"

Complex::Complex(double a, double b)
{
    this->a = a;
    this->b = b;
}

double Complex::getA()
{
    return a;
}

double Complex::getB()
{
    return b;
}

double Complex::getModulus()
{
    return sqrt(a * a + b * b);
}

Complex Complex::operator + (const Complex& c)
{
    double na = a + c.a;
    double nb = b + c.b;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

Complex Complex::operator - (const Complex& c)
{
    double na = a - c.a;
    double nb = b - c.b;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

Complex Complex::operator * (const Complex& c)
{
    double na = a * c.a - b * c.b;
    double nb = a * c.b + b * c.a;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

Complex Complex::operator / (const Complex& c)
{
    double cm = c.a * c.a + c.b * c.b;
    double na = (a * c.a + b * c.b) / cm;
    double nb = (b * c.a - a * c.b) / cm;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}
    
bool Complex::operator == (const Complex& c)
{
    return (a == c.a) && (b == c.b);
}

bool Complex::operator != (const Complex& c)
{
    return !(*this == c);
}
    
Complex& Complex::operator = (const Complex& c)
{
    if( this != &c )
    {
        a = c.a;
        b = c.b;
    }
    
    return *this;
}

Complex& Complex::operator ++ ()
{
    a = a + 1;
    b = b + 1;
    
    return *this;
}
    
Complex Complex::operator ++ (int)
{
    Complex ret(a, b);
    
    a = a + 1;
    b = b + 1;
    
    return ret;
}

#endif

 

8，小结：

    1，编译优化使得最终的可执行程序更加高效；

    2，前置 ++ 操作符和后置 ++ 操作符都可以被重载；

    3，++ 操作符的重载必须符合其原生语义；

    4，对于基础类型，前置 ++ 与后置 ++ 的效率几乎相同；

    5，对于类类型，前置 ++ 的效率高于后置 ++；

       1，对于类类型，工程中尽量使用前置 ++；