Überladung von Member- und Nicht-Member-Operatoren in C: Wann sollte welche verwendet werden?

Operatorüberladung: Den Unterschied zwischen Mitgliedsfunktionen und Nicht-Mitgliedsfunktionen verstehen

In C ermöglicht Ihnen die Operatorüberladung, das Verhalten von neu zu definieren vorhandene Operatoren für benutzerdefinierte Typen. Es gibt jedoch hauptsächlich zwei Möglichkeiten, überladene Operatoren zu implementieren: die Verwendung von Mitgliedsfunktionen oder Nicht-Mitgliedsfunktionen.

Asymmetrische Operatoren: Mitgliedsfunktionen

Wie in den bereitgestellten Informationen angegeben, Ein als Memberfunktion deklarierter überladener Operator ist asymmetrisch. Dies bedeutet, dass ein einzelner Parameter explizit benötigt wird und implizit der Zeiger this empfangen wird. Aufgrund dieser Asymmetrie ist ein direkter Vergleich der Operatoren nicht möglich. Zum Beispiel:

class MyClass {
public:
  MyClass operator+(const MyClass& other);
};

Diese Memberfunktion ermöglicht Ausdrücke wie s1 s2. Es kann jedoch keine Ausdrücke wie 10.0 s2 verarbeiten, da der erste Operand keine Instanz von MyClass ist.

Symmetrische Operatoren: Nicht-Member-Funktionen

Im Gegensatz dazu an Der überladene Operator, der als Nicht-Member-Funktion, typischerweise eine Friend-Funktion, deklariert wurde, ist symmetrisch. Es akzeptiert zwei Argumente desselben Typs und ermöglicht direkte Vergleiche. Dies löst das zuvor erwähnte Sortierproblem und ermöglicht Ausdrücke wie 10.0 s2.

Friend-Funktionen im Vergleich zu Nicht-Member-Funktionen

Obwohl Friend-Funktionen eine bessere Flexibilität bieten, wird dies empfohlen wann immer möglich Nicht-Mitgliedsfunktionen zu verwenden. Dies liegt daran, dass Friend-Funktionen Zugriff auf private Mitglieder der Klasse haben, wodurch die Kapselung unterbrochen werden kann. Nur wenn privater Mitgliedszugriff erforderlich ist, sollten Friend-Funktionen verwendet werden.

STL-Algorithmen und symmetrische Operatoren

Die Algorithmen der Standard Template Library (STL) verwenden ausschließlich symmetrische Versionen von überladenen Betreiber. Dies liegt vor allem daran, dass STL-Algorithmen häufig mit Containern arbeiten, bei denen der Elementtyp möglicherweise kein Klassentyp ist, was die Verwendung von Nicht-Member-Funktionen mit symmetrischen Operatoren erforderlich macht.

Schlussfolgerung

Es ist von entscheidender Bedeutung, den Unterschied zwischen Mitgliedsfunktionen und Nicht-Mitgliedsfunktionen bei der Operatorüberladung zu verstehen. Asymmetrische Operatoren eignen sich für bestimmte Szenarien, während symmetrische Operatoren mehr Flexibilität bieten und die Kapselung aufrechterhalten. STL-Algorithmen basieren auf symmetrischen Operatoren, um verschiedene Arten von Datenstrukturen effektiv zu verarbeiten.

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