复制构造函数和重载的加法运算符

Question

我正在审查 C++ 中的运算符重载。只是为了好玩，我正在实现一个 BigInt 类。

我要为其重载的第一个运算符是加法运算符。我决定将此运算符重载为友元非成员函数。这是这段代码的 MWE：

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <string>

class BigInt{
 public:
  friend BigInt operator+(const BigInt &bi1, const BigInt &bi2);

  BigInt() {}
  explicit BigInt(const std::string &in) {
    if (in.size() != 0) {
      for (auto cc = in.rbegin(); cc != in.rend(); ++cc) {
        value_.push_back(*cc);
      }
    }
  }
  std::string value() {
    std::string actual_value{};  // Reversed string.
    for (auto cc = value_.rbegin(); cc != value_.rend(); ++cc) {
      actual_value.push_back(*cc);
    }
    return actual_value;
  }

 private:
  std::string value_;  // String of digits as characters.
};

BigInt operator+(const BigInt &bi1, const BigInt &bi2) {
  BigInt result{};

  result.value_ = "4421";
  return result;
}

int main() {
  std::cout << "Test addition operator... ";
  std::string number{"1234"};  // Number 1,234.
  BigInt mm(number);
  std::string number_ten{"10"};  // Number 10.
  BigInt nn(number_ten);

  BigInt mm_nn = mm + nn;

  std::string expected_result{"1244"};  // 1,234 + 10 = 1,244.
  assert(mm_nn.value() == expected_result);
  std::cout << "ok." << std::endl;
}

这段代码模拟了加法的行为。它编译并运行。然而，当我为 BigInt 类添加复制构造函数时，此代码停止工作。 IE。如果我将其添加到类声明中：

explicit BigInt(const BigInt &in): value_(in.value_) {}

代码甚至无法编译。编码的加法函数返回BigInt 的构造实例的副本。为此，必须定义一个复制构造函数。如果我自己没有定义它，那么编译器会这样做。编译器会产生什么我没有通过添加的复制构造函数产生？这是我得到的编译错误：

$ g++ -std=c++14 -g mwe.cpp 
mwe.cpp: In function ‘BigInt operator+(const BigInt&, const BigInt&)’:
mwe.cpp:34:10: error: no matching function for call to ‘BigInt::BigInt(BigInt&)’
   return result;
          ^
mwe.cpp:9:3: note: candidate: BigInt::BigInt()
   BigInt() {}
   ^
mwe.cpp:9:3: note:   candidate expects 0 arguments, 1 provided
mwe.cpp: In function ‘int main()’:
mwe.cpp:44:23: error: no matching function for call to ‘BigInt::BigInt(BigInt)’
   BigInt mm_nn = mm + nn;
                       ^
mwe.cpp:9:3: note: candidate: BigInt::BigInt()
   BigInt() {}
   ^
mwe.cpp:9:3: note:   candidate expects 0 arguments, 1 provided

据此，编译器似乎需要一个我没有提供的复制构造函数。现在...如果我删除 explicit 关键字，一切正常。但是，我已经看到了具有显式复制构造函数的实现，例如：Explicit copy constructor

我错过了什么？为什么我不能在重载加法运算符时使这个复制构造函数显式？一般来说，拷贝构造函数应该显式吗？

Answer 1

制作复制构造函数explicit 没有意义。删除它。

BigInt(const BigInt &in): value_(in.value_) {}

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explicit 复制构造函数的概念问题

创建一个复制构造函数explicit 使得从函数返回一个对象是不可能的。

让我们将您的代码简化为以下内容：

struct BigInt
{
   BigInt() {}
   explicit BigInt(const BigInt &in) {}
};

BigInt operator+(const BigInt &bi1, const BigInt &bi2)
{
   BigInt result;
   return result;
}

int main() {}

在return result 行中，编译器依赖复制构造函数返回一个对象。如果复制构造函数是显式的，则无法将 BigInt 构造为返回值。

尝试使用：

BigInt operator+(const BigInt &bi1, const BigInt &bi2)
{
   BigInt result;
   return BigInt(result);
}

是徒劳的，因为这相当于：

BigInt operator+(const BigInt &bi1, const BigInt &bi2)
{
   BigInt result;
   BigInt result1(result);
   return result1;
}

无论您在函数中做什么，问题仍然存在。