为什么要使用友元函数来定义比较运算符？答案

【问题标题】：Why should we use a friend function to define the comparison operator?为什么要使用友元函数来定义比较运算符？
【发布时间】：2012-02-28 05:42:21
【问题描述】：

来自http://www.learncpp.com/cpp-tutorial/142-function-template-instances/

class Cents
{
private:
    int m_nCents;
public:
    Cents(int nCents)
        : m_nCents(nCents)
    {
    }

    friend bool operator>(Cents &c1, Cents&c2)  // <--- why friend?
    {
        return (c1.m_nCents > c2.m_nCents) ? true: false;
    }
};

我们也可以这样实现它：

class Cents
{
private:
    int m_nCents;
public:
    Cents(int nCents)
        : m_nCents(nCents)
    {
    }

    bool operator> (Cents& c2)  // <---
    {
        return (this->m_nCents > c2.m_nCents) ? true: false;
    }
};

使用第二种实现有什么缺点吗？

【问题讨论】：

不要忘记 const 的正确性。
在C++-faq中解释得很好
如果你必须在布尔表达式上使用? true : false，那么记住结果也是一个布尔表达式，所以你应该写((c1.m_nCents > c2.m_nCents) ? true : false) ? true : false)。
@MikeSeymour 我相信你的意思是(((c1.m_nCents > c2.m_nCents) ? true : false) ? true : false) ? false == false : true != true。不要让那些布尔表达式远离你。

标签： c++ friend-function

【解决方案1】：

假设您使用 const 引用作为参数，第一个实现可以在这样的条件下使用：bool b = 42 > c; 这将在第二个实现中提供编译器错误。这将使用整数42 自动创建Cent 对象（因为构造函数未定义为explicit），然后使用friend 函数进行比较。请参阅FAQ中的第 7 点

【讨论】：

【解决方案2】：

第一个定义为Class Member重载运算符，第二个是Nonmember重载运算符。当Nonmember函数访问私有成员时 private: int m_nCents;，friend应该加。即使我改成public:int m_nCents;，它也不起作用。friend似乎是一个规则，不是因为会员访问限制。但是您可以将非成员运算符移出类主体并访问公共成员变量。有更好的主意吗？我感到困惑。我认为 ALL 非成员运算符（具有与操作数相同的参数号，不能作为成员函数调用）必须在类体中声明为friend。

> 是一个二元运算符，每个操作数有两个参数。您发现类成员重载运算符> 只有一个显式参数和一个隐式this 参数。非成员运算符必须有两个。

class Cents{
  private:
     int m_nCents;
  public:
  Cents(int nCents)
     : m_nCents(nCents)
   {
   }

   friend bool operator>(Cents &c1, Cents&c2); //Nomember 

   bool operator<(Cents &c1); //class member
};

bool operator>(Cents &c1, Cents&c2)  // <--- why friend?
{
   //cout << "in >"  << endl;
   return (c1.m_nCents > c2.m_nCents) ? true: false;
}

bool Cents::operator<(Cents &c1)
{
    //cout << "in <"  << endl;
    return (this->m_nCents < c1.m_nCents) ? true: false;
}

int main(){
 //nomember
 //if(poor.operator>(rich))  //compiler error 
 if(poor > rich){
     cout << "oh yeal!" << endl;
 }
 else
 {
     cout << "oh no!" << endl;
 }

 //member
 //if(poor.operator<(rich)) //can call this way
 if(poor.operator<(rich)){
     cout << "oh yeal!" << endl;
 }
 else
 {
     cout << "oh no!" << endl;
 }

}

我将实现移出类主体。现在你可以看到类成员运算符有一个Cents:: 限定符，就像成员函数一样。

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为大多数实际示例一般没有太大区别。

我更喜欢第二个选项，它直接与class 关联。此外，以下语法更合适：

bool operator> (const Cents& c2) const
{         //    ^^^^^            ^^^^^
  return (this->m_nCents > c2.m_nCents); // simple
}

【讨论】：

不同之处在于非成员允许在两个参数上进行类型转换，而成员只允许在第二个参数上进行类型转换。

【解决方案4】：

没有理由用朋友标记公共方法。 Friend 函数对于访问私有或受保护成员的无关类很有用。

也就是说，您可以从第一个实现中删除朋友，它会正常工作。

【讨论】：

它的 tagged 朋友，因为它是免费函数而不是公共方法。
如果你放弃朋友，你有一个编译器错误，因为当你重载它时你不能改变一个运算符的数量（它需要的参数的数量）。