详解C++ 运算符重载中返回值的坑
相信不少朋友在学习运算符重载的时候，都会被参数与返回值应该是左值引用，还是右值引用，还是const常量所困扰。当然我无法一一枚举，这次先讲一下返回值的坑 (没错就是我亲手写的bug)
E0334 “Myclass” 没有适当的复制构造函数
其实这个问题的根源是，没有定义常量参数类型的拷贝构造函数所致
先来看看代码
//头文件head.h
class Myclass
{
private:
int a;
public:
Myclass(int b=0):a(b) {} //构造函数
Myclass(Myclass& c); //复制构造函数
~Myclass(){} //析构函数
Myclass operator+(Myclass& d); //重载+运算符
friend ostream& operator<<(ostream& os ,const Myclass& d);
//重载<<运算符
};
//以下是定义
Myclass::Myclass(Myclass& c)
{
a = c.a;
}
Myclass Myclass::operator+(Myclass& d)
{
return Myclass(d.a+a); //！！此处报错
}
ostream& operator<<(ostream& os,const Myclass& d)
{
os << d.a << std::endl;
return os;
}
//main.cpp
#include"head.h"
int main()
{
Myclass a1(5);
Myclass a2(12);
Myclass sum = a1 + a2; //！！此处报错
std::cout << sum;
}
代码在VS中，又出现了令人讨厌的小红线，没有适当的复制构造函数，这就有疑问了， 不是明明有个构造函数Myclass(int b=0):a(b) {}吗，参数是int很合适啊？ 于是，我们定义一个临时变量temp，再将它返回，此时会隐式调用拷贝构造函数而后返回一个副本后原来的temp就die了，因此返回值不可以是引用。下面是代码
Myclass Myclass::operator+(Myclass& d)
{
Myclass temp(d.a + a);
return temp;
}
此时第一处报错消失了，但是第二处报错依然存在，而且仍为 “没有适当的复制构造函数”，这就说明了，我的入手方向应该是拷贝构造函数
经过博主的调试，得知是因为函数的返回值是一个纯右值，为了验证这个想法，使用了右值引用，来接收这个纯右值（当然，右值引用更多的是用在移动构造函数上，将 将亡值“偷”出来）
#include"head.h"
int main()
{
Myclass a1(5);
Myclass a2(12);
Myclass&& sum = a1 + a2;
}
果然，它不报错了
但是考虑到实用性，总不能让用户今后做个加法都要用右值引用接收吧，因此，我们要从源头解决，即重载拷贝构造函数。
值得思考的是，右值不就是被赋值的那个吗，为什么用Myclass&& sum = a1 + a2;无法赋值呢？众所周知，Myclass&& sum = a1 + a2;调用的是拷贝构造函数，类不同于基本数据类型，它要通过程序员来设置一系列的功能，我们没有设置接受,Myclass类型的右值的功能，只定义了接受int类型的右值的功能，这自然是不行的了。
因此，重载拷贝构造函数
Myclass::Myclass(const Myclass& c)
{
a = c.a;
}
此时就能运行了
E0349 没有与这些操作数匹配的 “<<” 运算符
关于流运算符为什么要写成$ostream& operator<<(ostream& os,const Myclass& d); 而非ostream& operator<<(ostream& os,Myclass& d);这个问题，网上绝大部分的回答都是输出没必要修改值。那么我们先定义后者
#head.h
#pragma once
#include<iostream>
using std::ostream;
class Myclass
{
private:
int a;
public:
Myclass(int b=0):a(b) {}
Myclass(Myclass& c);
Myclass(const Myclass& c);
~Myclass(){}
Myclass operator+(Myclass& d);
friend ostream& operator<<(ostream& os ,Myclass& d);
};
Myclass::Myclass(const Myclass& c)
{
a = c.a;
}
Myclass::Myclass(Myclass& c)
{
a = c.a;
}
Myclass Myclass::operator+(Myclass& d)
{
Myclass temp(d.a + a);
return temp;
}
ostream& operator<<(ostream& os,Myclass& d)
{
os << d.a << std::endl;
return os;
}
#main.cpp
#include"head.h"
int main()
{
Myclass a1(5);
Myclass a2(12);
Myclass&& sum = a1 + a2;
std::cout << a1 + a2; //此处有讨厌小红线
}
不难发现，讨厌的小红线又出来了。
我们可以想象一下这个过程，a1.operator+(a2)，返回了个临时变量，暂且假设它叫newguy，那么newguy为一个右值，又调用了函数os.<<(&d)，传参为&d=newguy,现在问题来了，左值引用怎么能够接受一个纯右值呢？ 而我们定义的重载的流运算符接受的参数类型为左值，我们并没有给出从左值到右值强制类型转换的函数，但是在上一部分，我们给出了从右值到左值的拷贝构造函数，因此，将流运算符声明为前者更好。
C3861 “function”: 找不到标识符
这个问题应该是非常常见的，不习惯将函数（或是类）先声明后定义而又喜欢让函数（或是类）相互调用，但是在类模板它比以上两种更为隐蔽。
#include<iostream>
class A
{
friend void show(); //“声明”函数
friend void show1(); //“声明”函数
};
void show() //定义
{
show1();
}
void show1(){} //定义
int main()
{
A a;
show(); //调用
show1(); //调用
}
以上流程看似声明->定义->调用非常完美，实则还是会报错的，不过跟以上两种不一样的是，它是在linking的时候出错，这是为什么呢？
原来友元函数并不属于这个类的一部分，在类内定义仅仅是为了告诉编译器“这个函数是这个类的友元函数”，并没有对这个函数本身进行声明，因此，正确的做法应该是这样的：
#include<iostream>
void show();
void show1();
class A
{
friend void show();
friend void show1();
};
void show()
{
show1();
}
void show1(){}
int main()
{
A a;
show();
show1();
}
总结
本文主要讲了三点。
首先，要注意将拷贝构造函数重载。
其次，要将流运算符<<的参数类型确定为(ostream&,const myclass&)，当然，istream则万万不可const，ostream是没有拷贝构造函数的，因此引用也是必须的。
最后，类内友元函数的声明，并不等同于函数本身的声明。
