c++ 友元函数 - 运算符重载 istream >>

Question

我的问题是关于友元函数以及重载 >。据我了解，我认为友元函数可以（并且应该）直接访问私有成员变量。但是，在我在这里的情况下，当我使用“get”函数获取每个私有变量时，编译器只会接受我的 .cxx 文件。

这是我的头文件

class BigNum 
public:

// CONSTRUCTORS and DESTRUCTORS
    BigNum();                            
    BigNum(int num, size_t optional_base = 10);                         
    BigNum(const char strin[], size_t optional_base = 10);

// MEMBER FUNCTIONS
    size_t get_digit(size_t index) const;
    size_t get_used() const;
    size_t get_capacity() const;
    size_t get_base() const;
    bool get_sign() const;

// FRIEND FUNCTIONS
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream &os, const BigNum &bignum);
    friend std::istream& operator>>(std::istream &is, BigNum &bignum);

private:
    size_t base;            
    size_t *digits;          
    bool positive;          
    size_t used;              

这是我对应的 .cxx 文件，其中包含友元函数的实现

#include "file.h"
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>

using namespace std;

std::ostream& operator <<(std::ostream &os, const BigNum &bignum)
{
if (bignum.get_sign() == false)
    os << '-';

for (size_t i = 0; i < bignum.get_used(); ++i)
    os << bignum.get_digit(bignum.get_used() - i - 1);

return os;
}

std::istream& operator >>(std::istream &is, BigNum &bignum)
{
for (size_t i = 0; i < bignum.get_used(); ++i)
    is >> bignum.digits[i];

return is;
}

所以在这方面上面的友元运算符编译正确。但是为什么我的运算符>>可以直接访问一个私有变量（是>> bignum.digits [i]），而其余的私有变量需要通过'get functions'检索

下面，当我尝试在这方面编写重载运算符时（我认为朋友函数应该如何正确调用私有变量）：

std::ostream& operator <<(std::ostream &os, const BigNum &bignum)
{
if (bignum.positive == false)
    os << '-';

for (size_t i = 0; i < bignum.used; ++i)
    os << bignum.digits[used - i - 1];

return os;
}

std::istream& operator >>(std::istream &is, BigNum &bignum)
{
for (size_t i = 0; i < bignum.used); ++i)
    is >> bignum.digits[i];

return is;
}

我收到以下错误。

BigNum2.cxx: In function `std::ostream&
   csci2270_hw1B::operator<<(std::ostream&, const csci2270_hw1B::BigNum&)':
BigNum2.cxx:201: error: `used' undeclared (first use this function)
BigNum2.cxx:201: error: (Each undeclared identifier is reported only once for
   each function it appears in.)
BigNum2.cxx: In function `std::istream&
   csci2270_hw1B::operator>>(std::istream&, csci2270_hw1B::BigNum&)':
BigNum2.cxx:208: error: syntax error before `)' token

我使用的编译器是 g++（版本 3.3.1）。任何帮助表示赞赏，谢谢。

修订：

我更新了代码，以便 bignum 对象可以访问私有变量。我对重载

std::ostream& operator <<(std::ostream &os, const BigNum &bignum)
{
if (bignum.positive == false)
    os << '-';

for (size_t i = 0; i < bignum.used; ++i)
    os << bignum.digits[bignum.used - i - 1];

return os;
}

但是编译器仍然为 >> 运算符产生错误

BigNum2.cxx：在函数 std::istream& csci2270_hw1B::operator>>(std::istream&, csci2270_hw1B::BigNum&)': BigNum2.cxx:208: error: syntax error before)' 令牌中

>>应该读入一个数字，私有成员变量'used'应该记录数组的长度。我仍然对编译器接受的原因感到有些困惑

std::istream& operator >>(std::istream &is, BigNum &bignum)
{
for (size_t i = 0; i < bignum.get_used()); ++i)
    is >> bignum.digits[i];

return is;
}

相对于：

std::istream& operator >>(std::istream &is, BigNum &bignum)
{
for (size_t i = 0; i < bignum.used); ++i)
    is >> bignum.digits[i];

return is;
}

有什么想法吗？谢谢。

Answer 1

您没有在第一个函数中限定used - 它必须是bignum.used。运算符重载是在全局范围内定义的，因此它们不会获得this 指针。但是，友元函数确实可以访问类的私有成员。

std::ostream& operator <<(std::ostream &os, const BigNum &bignum) 
{ 
    if (bignum.positive == false) 
        os << '-'; 

    for (size_t i = 0; i < bignum.used; ++i) 
        // Note "bignum.used", instead of "used".
        os << bignum.digits[bignum.used - i - 1];     
    return os; 
} 

std::istream& operator >>(std::istream &is, BigNum &bignum) 
{ 
    for (size_t i = 0; i < bignum.used; ++i) 
        is >> bignum.digits[i]; 

    return is; 
} 

Answer 2

友元函数可以访问该类的私有数据，但它确实没有获得一个this 指针以使其自动进行，因此每次访问该类的数据（私有或其他）必须有资格。比如这个：

os << bignum.digits[used - i - 1];

必须是：

os << bignum.digits[bignum.used - i - 1];

Answer 3

似乎在 bignum.used 之后的下一行中多了一个 ')'。

 for (size_t i = 0; i < bignum.used**)**; ++i)