C++ 运算符重载问题6

在 C++ 中，运算符重载是一种便利的语言特性，它可以为自定义的数据类型定义新的运算符行为。然而，运算符重载也有一些容易被忽略的问题，这可能导致程序出现不可预期的行为。

本文将介绍 C++ 运算符重载中的问题6，并提供解决方案和示例代码，以帮助程序员更好地使用运算符重载。

问题描述

问题6 是指在使用运算符重载时，如果其中一个参数是基类类型，另一个参数是派生类类型，那么程序无法正确选择适当的运算符重载函数。

例如，假设我们有以下类：

class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
    }
};

class Triangle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a triangle" << std::endl;
    }
};

class ShapeCollection {
public:
    ShapeCollection& operator+=(const Shape& shape) {
        shapes_.push_back(shape);
        return *this;
    }
private:
    std::vector<Shape> shapes_;
};

然后尝试使用以下代码将 Circle 和 Triangle 对象添加到 ShapeCollection 中：

ShapeCollection collection;
Circle circle;
Triangle triangle;

collection += circle;   // 编译错误
collection += triangle; // 编译错误

在这里，编译器会报错，因为它无法区分 collection += circle 和 collection += triangle 中应该调用哪一个运算符重载函数。这是因为传递给运算符重载函数的参数是基类类型，而非派生类类型。

解决方案

为了解决该问题，我们需要将 ShapeCollection 中的参数类型改为指向 Shape 对象的指针，而不是 Shape 对象本身。这样可以确保正确地选择适当的运算符重载函数。修改后的 ShapeCollection 类如下：

class ShapeCollection {
public:
    ShapeCollection& operator+=(const Shape* shape) {
        shapes_.push_back(shape);
        return *this;
    }
private:
    std::vector<const Shape*> shapes_;
};

现在，我们可以使用以下代码添加 Circle 和 Triangle 对象到 ShapeCollection 中：

ShapeCollection collection;
Circle circle;
Triangle triangle;

collection += &circle;
collection += ▵

示例代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
    }
};

class Triangle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a triangle" << std::endl;
    }
};

class ShapeCollection {
public:
    ShapeCollection& operator+=(const Shape* shape) {
        shapes_.push_back(shape);
        return *this;
    }
private:
    std::vector<const Shape*> shapes_;
};

int main() {
    ShapeCollection collection;
    Circle circle;
    Triangle triangle;

    collection += &circle;
    collection += &triangle;

    for (auto shape : collection) {
        shape->draw();
    }

    return 0;
}

输出结果为：

Drawing a circle
Drawing a triangle