如何在类层次结构中安全地重载相等运算符？

类层次结构的运算符重载：一种综合方法

在面向对象编程领域，通常需要比较相关类的对象是否相等。然而，在处理类层次结构时，确定重载相等运算符的正确方法可能是一个挑战。

考虑以下类层次结构：

class A
{
    int foo;
    virtual ~A() = 0;
};

A::~A() {}

class B : public A
{
    int bar;
};

class C : public A
{
    int baz;
};

有多种方法可以重载相等运算符这种层次结构的相等运算符。

自由函数

将运算符==重载为自由函数允许直接比较对象而无需进行强制转换。然而，这种方法阻止了派生类（B 和 C）利用基类 (A) 的相等性检查。

虚拟成员函数

使用虚拟成员函数方法，派生类可以覆盖相等性检查。然而，这需要动态转换以避免比较不同类型的对象，这可能会让人感觉很冗长。

首选方法是遵循 Scott Meyer 的“Effective C”概述的原则：

抽象基础类

避免声明具体的基类，如果没有完整的实现，请使其抽象。

受保护的非虚拟成员函数

在非叶类中，提供受保护的非虚拟成员函数

用于相等性检查的非虚拟辅助函数（例如 isEqual()）。

公共非虚拟成员函数

bool operator==(const B& lhs, const B& rhs)
{
    return lhs.isEqual(rhs) && lhs.bar == rhs.bar;
}

在叶类中，定义利用辅助函数的公共非虚拟相等运算符重载基类中的函数。

这种方法可以防止意外回退，并在比较不同类型的对象时确保类型安全。

bool B::pubIsEqual(const A& rhs) const
{
    const B* b = dynamic_cast<const B*>(&rhs);
    return b != NULL && *this == *b;
}

对于跨层次相等性检查，请考虑使用纯虚函数在派生类中重写的基类中。

通过遵守这些原则，可以为复杂的类层次结构实现健壮且类型安全的相等运算符重载。

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