Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Каждый оператор имеет некий смысл, когда он используется для встроенных типов. Бинарный оператор +, например, всегда означает сумму. Вполне логично и удобно применять в классе бинарный оператор +для аналогичной функции. Например, библиотечный тип string, в соответствии с соглашением, общепринятым для множества языков программирования, использует оператор +для конкатенации, т.е. добавления содержимого одной строки в другую.

Перегруженные операторы полезней всего тогда, когда смысл встроенного оператора логически соответствует функции текущего класса. Применение перегруженных операторов вместо именованных функций позволяет сделать программы более простыми, естественными и интуитивно понятными. Злоупотребление перегруженными операторами, а также придание не свойственного им смысла сделает класс неудобным в применении.

На практике вполне очевидные случаи противоестественной перегрузки операторов довольно редки. Например, ни один ответственный программист не переопределил бы оператор operator+для вычитания. Зато очень часто предпринимаются попытки неким образом приспособить "обычный" оператор, который неприменим к данному классу. Операторы следует использовать только для тех функций, которые будут однозначно поняты пользователями. Оператор с неоднозначным смыслом, например равенство, может быть интерпретирован по-разному.

Если класс обладает арифметическим (см. раздел 4.2) или побитовым (см. раздел 4.8) оператором, то его, как правило, имеет смысл снабдить соответствующими составными операторами. Вполне логично было бы также определить и оператор +=. Само собой разумеется, оператор +=должен быть определен так, чтобы он вел себя аналогично встроенным операторам, т.е. осуществлял составное присвоение: сначала сумма ( +), а затем присвоение ( =).

При проектировании перегруженных операторов необходимо принять решение, должен ли каждый из них быть членом класса или обычной функцией (не членом класса). В некоторых случаях выбора нет; оператор должен быть членом класса. В других случаях можно принять во внимание несколько эмпирических правил, которые помогут принять решение.

Приведенный ниже список критериев может оказаться полезен в ходе принятия решения о том, следует ли сделать оператор функцией-членом класса или обычной функцией.

• Операторы присвоения ( =), индексирования ( []), вызова ( ()) и доступа к члену класса ( ->) следует определять как функции-члены класса.

• Подобно оператору присвоения, составные операторы присвоения обычно должны быть членами класса. Но в отличие от оператора присвоения, это не обязательно.

• Другие операторы, которые изменяют состояние своего объекта или жестко связаны с данным классом (например, инкремент, декремент и обращение к значению), обычно должны быть членами класса.

• Симметричные операторы, такие как арифметические, операторы равенства, операторы сравнения и побитовые операторы, лучше определять как обычные функции, а не члены класса.

Разработчики ожидают возможности использовать симметричные операторы в выражениях со смешанными типами. Например, возможности сложить переменные типа intи double. Сложение симметрично, а потому можно использовать тип как левого, так и правого операнда.

Если необходимо обеспечить подобные выражения смешанного типа, задействующие объекты класса, то оператор должен быть определен как функция, не являющаяся членом класса.

При определении оператора как функции-члена левый операнд должен быть объектом того класса, членом которого является этот оператор. Например:

string s = "world";

string t = s + "!"; // ok: const char* можно добавить к строке

string u = "hi" + s; // возможна ошибка, если + будет членом

// класса string

Если бы оператор operator+ был членом класса string, то первый случай сложения был бы эквивалентен s.operator+("!"). Аналогично сложение "hi" + sбыло бы эквивалентно "hi".operator+(s). Однако литерал "hi"имеет тип const char*, т.е. встроенный тип; у него нет функций-членов.

Поскольку класс stringопределяет оператор +как обычную функцию, не являющуюся членом класса, сложение "hi" + sэквивалентно вызову operator+("hi", s). Подобно любому вызову функции, каждый из аргументов должен быть преобразуем в тип параметра. Единственное требование — по крайней мере один из операндов должен иметь тип класса, а оба операнда могут быть преобразованы в строку.