深入理解C++ 重载 ＜二十四＞成员访问运算符

在 C 中与成员访问相关的运算符重载主要包括-、*解引用、[]下标、()函数调用以及较冷门的-*指向成员的指针访问。而.和.*是不可重载的。下面逐一详细介绍并给出一个完整可运行的示例。一、可重载的成员访问相关运算符1.operator-类成员访问形式必须是类的非静态成员函数无参数。返回类型必须返回一个指针或者返回一个重载了operator-的对象编译器会继续调用其-直到得到指针。用途智能指针如std::shared_ptr、std::unique_ptr通过它像普通指针一样访问成员。示例cppData* operator-() { return ptr_; }使用sp-print();2.operator*解引用形式非静态成员函数无参数。返回类型通常返回引用T或const T。用途与operator-配对让智能指针支持*sp解引用。示例cppData operator*() { return *ptr_; }使用(*sp).value 100;3.operator[]下标访问形式非静态成员函数接受一个参数通常为整数或枚举。返回类型返回引用以支持读写。用途让自定义容器像数组一样使用如std::vector、std::map。示例cppint operator[](std::size_t i) { return data_[i]; }使用arr[0] 10;4.operator()函数调用形式非静态成员函数可接受任意数量、任意类型的参数。返回类型任意。用途使对象成为仿函数functor可像函数一样调用常用于 STL 算法、std::function。示例cppint operator()(int x) const { return base_ x; }使用add5(10);5.operator-*指向成员的指针访问形式非静态成员函数接受一个指向成员的指针作为参数。返回类型通常返回一个可调用对象或直接返回成员值。用途极少数场景如自定义智能指针需要支持obj-*member_ptr语法。示例cpptemplatetypename R auto operator-*(R (Data::*func)() const) { return [this, func]() { return (obj_-*func)(); }; }使用inv-*Data::print;6. 不可重载的运算符.直接成员访问不能重载。.*指向成员的指针访问不能重载。::、?:、sizeof等也不能重载。#include iostream #include cstddef // 被访问的数据类 struct Data { int value; void print() const { std::cout Data::print() value value \n; } }; // 1. 智能指针重载 - 和 * class SmartPtr { Data* ptr_; public: SmartPtr(Data* p) : ptr_(p) {} ~SmartPtr() { delete ptr_; } Data* operator-() { return ptr_; } Data operator*() { return *ptr_; } }; // 2. 数组类重载 [] class IntArray { int* data_; std::size_t size_; public: IntArray(std::size_t n) : data_(new int[n]{}), size_(n) {} ~IntArray() { delete[] data_; } int operator[](std::size_t i) { return data_[i]; } const int operator[](std::size_t i) const { return data_[i]; } }; // 3. 仿函数重载 () class Adder { int base_; public: Adder(int b) : base_(b) {} int operator()(int x) const { return base_ x; } }; // 4. operator-* 示例 class MemberInvoker { Data* obj_; public: MemberInvoker(Data* obj) : obj_(obj) {} templatetypename R auto operator-*(R (Data::*func)() const) { return [this, func]() { return (obj_-*func)(); }; } }; int main() { // 1. - 和 * SmartPtr sp(new Data{42}); sp-print(); // 等价于 sp.operator-()-print() (*sp).value 100; // 等价于 sp.operator*().value 100 sp-print(); // 2. [] IntArray arr(5); arr[0] 10; arr[1] 20; std::cout arr[0] arr[0] , arr[1] arr[1] \n; // 3. () Adder add5(5); std::cout add5(10) add5(10) \n; // 4. -* Data d{7}; MemberInvoker inv(d); auto call inv-*Data::print; // 调用 MemberInvoker::operator-* call(); // 执行 lambda输出 Data::print() return 0; }