为什么类成员函数不能接受多个与其类相同类型的参数

Question

前几天，当我尝试使用类成员函数重载一个双参数运算符时遇到了麻烦。我尝试了引用，但没有任何改变。编译器说我不能编写一个成员函数，它接受多个与类本身相同类型的参数。这是为什么呢？

代码如下：

class Fraction
{
public:
  Fraction(int num=1, int den=1): numerator(num), denominator(den) {}
  Fraction(const Fraction& r): numerator(r.numerator), denominator(r.denominator) {}
  Fraction& operator=(const Fraction&);
  Fraction& operator*(const Fraction&, const Fraction&);
private:
  int numerator, denominator;
};

Fraction& Fraction::operator=(const Fraction& r)
{
  numerator = r.numerator;
  denominator = r.denominator;
  return *this;
}

Fraction Fraction::operator*(const Fraction& x, const Fraction& y)
{
  Fraction z(x.numerator*y.numerator, x.denominator*y.denominator);
  return z;
}

以下是编译器的错误信息：

Fraction& Fraction::operator*(const Fraction&, const Fraction&)' must take either zero or one argument

Answer 1

首先，您观察到的问题通常与成员函数完全无关。成员函数通常可以采用任意数量的“同一类”类型的参数。在您的示例中，您可以声明

class Fraction
{
   void foo(Fraction &f1, Fraction &f2, Fraction &f3, Fraction &f4) {}
   ...
};

没有任何问题。因此，尚不清楚您为什么决定将问题表述为与一般成员函数有关。

其次，在您的代码中，实际上是关于您试图重载 运算符 的简单事实。 C++ 中的运算符语法对于大多数（但不是全部）运算符都是固定的。这立即意味着那些语法固定的运算符将具有固定数量的参数。

在您的示例中，它是运算符*。它可以是一元（一个参数）或二元（两个参数）。当您通过成员函数重载此运算符时，已经隐含了一个参数，因此您只能添加零个或一个附加参数（分别为一元 * 和二元 *）。另一方面，您正试图在隐式参数的基础上再添加 两个 参数。 IE。您正在尝试定义 三元 运算符*。这不可能。 C++ 中没有三元 * 运算符。这正是编译器告诉你的。

Answer 2

运算符采用固定数量的参数，例如 operator+ 因为加法运算符正好采用 2 个参数。如果它是成员函数，则第一个（最左边）隐含为 this，第二个作为参数传递。

调用带有三个参数的 operator+ 会是什么样子？人们可能会想象它看起来像 3 + 4 + 5 但这相当于调用 operator+(3,4) 然后调用 operator+(7,5)。

有关运算符列表及其参数数量，请查看维基百科：http://en.wikipedia.org/wiki/Operators_in_C_and_C%2B%2B

有关更多详细信息，还有另一个 StackOverflow 帖子非常详细：Operator overloading