在c ++中重载运算符+以添加两个数组[重复]

Question

任务是重载运算符 + 以便添加两个数组。 Array 是一个有两个私有成员 int* data 和 int m(array of array) 的类。

void Array::setM(int m){
this->m = m;
this->data = new int[this->m];
}

int& Array::operator[](int i){
return this->data[i];
}


Array& Array::operator+(Array& a){
Array res;
if (this->m >= a.m) {
    res.setM(this->m);
    for (int i=0; i<this->m; i++){
    res.data[i] = this->data[i] + a.data[i];
    }
}
else if (this->m < a.m) {
    res.setM(a.m);
    for (int i=0; i<a.m; i++){
    res.data[i] = this->data[i] + a.data[i];
    }
}
Array& rez = res;
return rez;
}

这是主要的：

int main()
{
Array a(3);
Array& a1 = a;
a1[0] = 1;
a1[1] = 2;
a1[2] = 4;

Array b(3);
Array& b1 = b;
b1[0] = 1;
b1[1] = 2;
b1[2] = 4;

Array& c = a1.operator+(b1);
for (int i=0; i<3; i++){
    cout<<c[i]<<" ";
}
return 0;
}

当返回类型为 Array 时，该函数工作正常，但当返回类型为 Array& 时，它返回 173104 4200736 4200896。我从 c++ 开始，所以引用让我有点困惑，我没有看到返回引用的函数点输入？

Answer 1

让我们逐步考虑您的运算符实现。

对于初学者来说，右手操作数不会在运算符中更改。所以函数应该至少声明为

Array& operator+( const Array& a );

该函数在其主体中创建了一个Array 类型的新对象。

Array res;

因此，由于对象是函数的局部变量，因此您可能不会返回对它的引用。这意味着运算符应该声明为

Array operator+( const Array& a );

或

const Array operator+( const Array& a );

这段代码sn-p

if (this->m >= a.m) {
    res.setM(this->m);
    for (int i=0; i<this->m; i++){
    res.data[i] = this->data[i] + a.data[i];
    }
}

当a.m 小于this->m 时可以调用未定义的行为。

由于成员函数不改变左操作数，所以该函数应该是一个常量成员函数。

const Array operator +( const Array& a ) const;

通常此类运算符被声明为类的单独友元函数。

friend const Array operator+( const Array &a, const Array &b );

考虑到您在运算符中使用的算法，可以通过以下方式定义它（在类定义之外。或者如果您想在类定义中定义它，那么您需要使用说明符friend）

const Array operator+( const Array &a, const Array &b )
{
    int m = std::min( a.m, b.m );
    Array res( m );

    for ( int i = 0; i < m; i++ )
    {
        res.data[i] = a.data[i] + b.data[i];
    }

    return res;
}

注意函数setM会产生内存泄漏，因为它不会删除Array类型的对象的早期分配内存

void Array::setM(int m){
this->m = m;
this->data = new int[this->m];
}

也就是说这个函数是不安全的。

还要记住，带参数的构造函数应该用函数说明符explicit 声明。否则，您可能会遇到整数到 Array 类型的意外转换。

当您动态分配数组时，您至少需要显式编写析构函数、复制构造函数和复制赋值运算符。

Answer 2

你在这里违反了规则，你得到了所谓的未定义行为。您的程序可能会因分段错误而崩溃，或者它可能会输出垃圾，就像您观察到的那样。

你看，你正在返回一个对局部变量的引用。这是不好的。让我解释一下。

您在函数中声明的变量通常具有自动存储功能。这意味着它们具有明确定义的存在开始（声明）和存在结束，即其范围的结束。在您的情况下，这是函数的结尾：

Array& Array::operator+(Array& a) {
    Array res;
    if (this->m >= a.m) {
        res.setM(this->m);

        for (int i=0; i<this->m; i++){
            res.data[i] = this->data[i] + a.data[i];
        }
    } else if (this->m < a.m) {
        res.setM(a.m);

        for (int i = 0; i < a.m; i++) {
            res.data[i] = this->data[i] + a.data[i];
        } // <-- here, `i` dies.
    }

    Array& rez = res;
    return rez;
} // <-- here, `res` dies.

所以引用rez 指向一个死变量。阅读它被标准归类为未定义的行为。

显而易见的解决方案是按值返回，并且您还应该对参数进行 const 引用：

 Array Array::operator+(Array const& a) {
    Array res;
    
    // [...]

    return res;
}

在这种情况下，编译器将复制（或移动）res 对象。请记住，编译器非常擅长他们的工作，并且很可能在这种特殊情况下应用复制省略。这意味着不会有副本，变量res将直接在返回通道中构造。