如何重载箭头取消引用运算符->（）不是针对实体对象而是针对指针答案

【问题标题】：How to overload the arrow dereference operator->() not for solid objects but for pointers如何重载箭头取消引用运算符->（）不是针对实体对象而是针对指针
【发布时间】：2017-09-07 13:22:32
【问题描述】：

我知道如何为实体（堆栈）对象（如智能指针）重载 operator->

#include <iostream>
struct A { void foo() {} };
struct B {
    A* pa;
    A* operator->() {
        return pa;
    }
};
int main() {
    B b;
    b->foo();  // b is SOLID object on stack: b.pa = ...
}

但我想要这个：

B * pb = new B();
pb->foo(); // to call my overload

数据库管理器单例设计需要这个：

class DatabaseManager
{
private:
    static DatabaseManager * sharedInstance_;
    sqdb::Db *db = nullptr;

public:
    static DatabaseManager * instance();
    sqdb::Db * operator->() {
        return db;
    }
}

我基本上想要这种行为

auto m = DatabaseManager::instance();
m->Query(...); // db->Query

【问题讨论】：

应该是(*pb)->foo();。你不能为指针重载operator ->
你不能。没有内置运算符的重载。
你不能这样做。你为什么想要？
为什么不返回参考？
@barney 你应该阅读指针/引用。引用在离开作用域时不会导致调用析构函数。此外，析构函数永远不会为新的对象自动调用，这就是为什么它们在现代 C++ 中通常不受欢迎（因为您需要记住手动调用 delete）。

标签： c++ operator-overloading operators

【解决方案1】：

您不能替换指针上的->。

您可以创建重载-> 的智能指针¹，但不能重载内置运算符。

auto m = DatabaseManager::instance();
m->Query(...); // db->Query

这没问题，但是m 的类型不是指针。这将是一些 struct 或 class 与重载的 operator->。

这样的类可能只是unique_ptr 或shared_ptr 的一个薄包装，例如-> 可以返回&(ptr.get()->db)。

最愚蠢的方法是

class DatabaseManager {
  struct DatabaseManagerPtr {
    DatabaseManager* ptr;
    sqdb::Db * operator->() {
      return ptr?ptr->db:nullptr;
    }
  };
  friend struct DatabaseManagerPtr;
private:
  static DatabaseManager * sharedInstance_;
  sqdb::Db *db = nullptr;

public:
  static DatabaseManagerPtr instance() {
    return {sharedInstance_};
  }
};

这使您的“我希望它工作”代码完全按原样工作，但还有很多更聪明的方法可以做到这一点（可能需要对您的“我希望这个工作”代码进行微调）

¹ 在 C++ 中，智能指针是任何行为有点像指针的类型，但在某种程度上比原始指针“更智能”，而且以合理的方式。也许它只是穿着更高级的西装； C++ 在将事物称为“智能”指针方面并不是很精英。

【讨论】：

谢谢，这很有启发性。但是为什么我们不能为类型指针重载运算符呢？任何类型化的指针不只是 void* 它具有其类型的信息，因此当我们将 -> 应用于指向某些结构的指针时，编译器使用此“Type*”作为信息来重载想要的操作员不知何故？
@barney 因为标准说你不能。该标准说你不能，因为委员会和语言设计者认为它不应该。我相信委员会决定你不能重载内置运算符，因为他们希望内置运算符的语义是固定的并且能够被程序员理解。在 C++ 中最接近重载内置运算符的方法是为 enum 添加重载，在没有这种重载的情况下，它会隐式转换为整数类型，然后内置运算符就可以工作了。没有技术障碍；它被设计禁止。
当然，这正是我试图理解的：他们做出决定的原因。他们通过规则强制执行的使用语义。顺便说一句，这里的主要问题是心理学——我直觉地（错误地）假设类型指针是运算符重载的对象。反之亦然 - 当“取消引用字段访问”运算符实际上应用于实体对象并且没有取消引用传入对象时（但取消引用在最后应用 - 此运算符返回的指向对象的指针） .心灵弯曲！）但仍然适用于具有明显“。”的智能指针。和 -> 调用

【解决方案2】：

规则是：

如果T::operator->() 存在并且运算符被重载解析机制选择为最佳匹配函数，则表达式x->m 被解释为x 类型为T 的类对象(x.operator->())->m

和

当 operator-> 返回时，将 operator-> 应用于值返回，带有原来的第二个操作数。

太容易理解了：只有 .operator->() 的链式调用可以简化为单个 ->，然后指针的以下取消引用也将“减少”。

所以在这种情况下只需将instance函数更改为返回DatabaseManager&

【讨论】：

所以，最终的 ->m 无论如何都会取消引用从嵌套调用返回的任何内容 - 在应用 m 之前？它应该是一个指针，对吧？
仅假设它之前是.operator->() 之前的整个链。这对于开头的指针来说是不可能的。