为什么按引用返回？

Question

我正在阅读“SAMS 在 21 天内自学 C++”，遇到了一个我似乎无法理解的示例：

#include<iostream>

using namespace std;

class Counter
{
  public:
    Counter() {itsVal=0;}
    const Counter& operator++ ();
    int GetItsVal() {return itsVal;}
  private:
    int itsVal;
};

const Counter& Counter::operator++()
{
  ++itsVal;
  return *this;
}

int main()
{
  Counter i;
  Counter a = ++i;
  cout << "a: " << a.GetItsVal() << " i: " << i.GetItsVal() << endl;
  ++a;
  cout << "a: " << a.GetItsVal() << " i: " << i.GetItsVal() << endl;
}

为什么++运算符的声明中有一个“&”？我理解这意味着 ++ 运算符的返回类型是一个引用，但它似乎不是对 i 的引用（因为递增 a 不会递增 i）。我注意到如果我删除两个“&”，代码会返回相同的结果，但可能效率不高。

Answer 1

在 C++ 中，当您创建引用时，它是原始对象的代理：

int i = 0;
int& a = i;

++i;
std::cout << i << " " << a << "\n"; // prints '1 1'

++a;
std::cout << i << " " << a << "\n"; // prints '2 2'

现在，在你的情况下：

• operator++ 返回对当前对象的引用
• Counter a = ++i; 创建一个新对象（Counter 之后没有 &）初始化为对 i 的引用的副本

如果您希望a 引用i，则需要更改其声明：

Counter& a = ++i;
       ^

这将无法编译思想，因为Counter::operator++ 的返回值是Counter const&：您需要在此处删除const，这对于operator++ 来说是非惯用的，因此：

Counter& Counter::operator++() { ++itsVal; return *this; }

Answer 2

许多函数的返回值和一般行为都有常见的观察模式，让您可以轻松自然地使用它们。

预递增和预递减运算符在执行链接任务后总是返回对对象的引用：

Counter& Counter::operator++()
Counter& Counter::operator--()

虽然后增量和后减运算符要么不返回任何值，要么不返回包含旧值的临时值，以便轻松复制值类型：

Counter Counter::operator++(int)
Counter Counter::operator--(int)

或者

void Counter::operator++(int)
void Counter::operator--(int)

您的示例中似乎有人没有遵循惯例。

Answer 3

为了让您更容易理解这一点，请考虑赋值运算符重载。

---

Counter& 运算符 = (const Counter& RHS);

计数器 a(10), b(20), c, d;

现在，

c = d = a 是可能的。当您返回某些内容作为参考时，该重载调用可以用作 R-Value。

Answer 4

考虑一下：

void someFunction(const Counter& c);
void someFunction(Counter& c);

...

{
  Counter myCount = makeACounter();
  while(myCount.stillCounting()) {
    someFunction(++myCounter);
  }
}

someFunction() 需要一个引用，因此您最不想做的事情是复制 myCounter，因为这可能效率低下。此外，如果选择了 someFunction 的非 const 变体（在这种情况下），传递一个副本在逻辑上是错误的，因为 someFunction 可能会合法地修改其参数的状态，并且您希望在 myCounter 中看到该函数的更改返回。

由于上述情况（和其他情况），operator++ 应该返回一个对*this 的非常量引用（你刚刚修改了 *this，所以它不能是 const 可以吗？）

因此方法签名应该是： Counter& operator++ ();