成员与非成员函数，返回副本还是引用？

Question

对于什么样的返回类型成员函数和非成员函数应该有什么“规则”？

我正在构建一个复杂类，我认为成员函数将是返回类型引用，而非成员将是副本。 这个对吗？

Complex.h供参考：

#include <iostream>
#include <string>

#ifndef COMPLEX_H
#define COMPLEX_H


class Complex {

  public:
    double real;
    double imaginary;


    Complex();
    Complex(const double real);
    Complex(const double real, const double imaginary);
    Complex(const Complex &rhs);

    Complex& operator *= (const Complex&);
    Complex& operator += (const Complex&);
    Complex& operator /= (const Complex&);
    Complex& operator -= (const Complex&);
    Complex& operator = (const Complex&);

};

class Complex;

double abs(const Complex& c);

Complex operator * (const Complex& c1, const Complex& c2);
Complex operator / (const Complex& c1, const Complex& c2);
Complex operator + (const Complex& c1, const Complex& c2);
Complex operator - (const Complex& c1, const Complex& c2);

bool operator == (const Complex& c1, const Complex& c2);
bool operator != (const Complex& c1, const Complex& c2);

std::istream& operator >> (std::istream& in, Complex& c);
std::ostream& operator << (std::ostream& out, const Complex& c);

Complex operator ""_i(long double arg);
Complex operator ""_i(unsigned long long arg);

#endif

Answer 1

并不是会员还是非会员。 您在成员函数中返回了引用，因为它们实际上修改了this值。

考虑以下代码：

Complex c1, c2, c3;
// ...
(c3 *= c2) += c1;

在这里将计算c3 *= c2 ，然后将结果与c1作为参数调用operator+= 。 如果您返回一个副本而不是c3 *= c2的引用，则下一个应用的operator+=将修改此返回的副本，而不是c3 ，这不是期望的。

请注意，您也可以将其他运算符声明为成员函数，只是为了表明引用vs复制与成员vs非成员无关：

class Complex {

    // ...

    Complex& operator *= (const Complex&);
    Complex& operator += (const Complex&);
    Complex& operator /= (const Complex&);
    Complex& operator -= (const Complex&);
    Complex& operator = (const Complex&);

    Complex operator * (const Complex& c2);
    Complex operator / (const Complex& c2);
    Complex operator + (const Complex& c2);
    Complex operator - (const Complex& c2);

};

Answer 2

致电运营商时，您必须查看对结果的期望。

例如，如果您使用运算符*，则可能会希望

//Some Complex instances c1 and c2 already created
Complex c3 = c1 * c2;

您不希望修改c1或c2。 所以这里的副本很好。

但是，如果您使用运算符* =，则期望结果会修改在其上调用了运算符的Complex实例。 因此，这里引用比较好，因为您将避免使用复制构造函数和析构函数。

因此，您给出的示例是可以的。

Answer 3

就像我上面提到的那样，重要的问题不是这是成员还是非成员，而是返回的值是否是新实例。

任何更改对象本身的操作（例如++，+ =，-=，...）都应返回对该对象的引用。 另一方面，任何导致另一个对象的操作（如二进制+，-等）都必须创建一个新对象，因为绝不能更改原始操作数。

此外，您可以让某些二进制运算符成为成员（例如，complex + int），而其他二进制运算符必须在类外部定义（例如，int + complex）。 当然，您希望这两个操作具有相同的行为。