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C++ 自增、自減運算符的重載和性能分析小結(jié)

更新時間：2019年12月05日 14:18:48 作者：小林coding

這篇文章主要介紹了C++ 自增、自減運算符的重載和性能分析小結(jié)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

01 ++、--運算符重載函數(shù)的格式

自增運算符和自減運算符是有前置和后置之分的，如：

a++ // 后置自增運算符
++a // 前置自增運算符

b-- // 后置自減運算符
--b // 前置自減運算符

為了區(qū)分所重載的是前置運算符還是后置運算符，C++規(guī)定：

前置運算符作為一元運算符重載，重載為成員函數(shù)的格式如下：

T & operator++(); // 前置自增運算符的重載函數(shù)，函數(shù)參數(shù)是空
T & operator--(); // 前置自減運算符的重載函數(shù)，函數(shù)參數(shù)是空

后置運算符作為二元運算符重載，多寫一個沒用的參數(shù)，重載為成員函數(shù)的個數(shù)如下：

T operator++(int); // 后置自增運算符的重載函數(shù)，多一個沒用的參數(shù)
T operator--(int); // 后置自減運算符的重載函數(shù)，多一個沒用的參數(shù)

02 討論前置和后置運算符的返回值

前置和后置運算符重載函數(shù)如下：

前置運算符重載的成員函數(shù)	后置運算符重載的成員函數(shù)
T & operator++();	T operator++(int);
T & operator--();	T operator--(int);

注意到區(qū)別了嗎？那么問題來了：

為什么前置運算符返回的是引用 & ？
為什么后置運算符返回的是普通的對象（臨時對象）？

主要是因為為了保持原本 C++ 前置和后置運算符的特性：

前置運算符的特性

int a = 0

// (++a) = 5; 可以拆解成:
// a = a + 1; 
// a = 5;
(++a) = 5; // 前置++

a 先自增 +1 后， a 的值就為 1 ，然后再參與 a=5 的運算，所以最后 a 的值是 5。

這說明 (++a) 返回的是自增后 a 變量， a 變量在后續(xù)運算過程中，a 變量的值會被修改。所以前置運算符的重載函數(shù)的返回值必須是引用 &。

后置運算符的特性

而后置運算符，是不能作為左值的，也就是 (a++) = 5; 是不成立的，所以后置運算符的重載函數(shù)的返回值就是普通的對象。

03 ++、--運算符重載函數(shù)的編寫

int main()
{
  CDemo d(10);
  cout << d++ << ","; // 等價于 d.operator++(0);
  cout << d << ","; 
  
  cout << ++d << ","; // 等價于 d.operator++();
  cout << d << ",";
  
  cout << d-- << ","; // 等價于 d.operator--(0);
  cout << d << ",";
  
  cout << --d << ","; // 等價于 d.operator--();
  cout << d << endl;
  
  return 0;  
}

輸出結(jié)果：

10,11,12,12
12,11,10,10

假設(shè)要實現(xiàn)如上的 main 函數(shù)輸出的結(jié)果，該如何編寫呢？

首先我們先定義好 CDemo 類，同時也把自增、自減運算符重載函數(shù)定義好。

class CDemo
{
public:
  CDemo(int i = 0):m_num(i) {} // 構(gòu)造函數(shù)
  
  CDemo & operator++();  // 前置自增運算符重載
  CDemo operator++(int); // 后置自增運算符重載
  
  CDemo & operator--();  // 前置自減運算符重載
  CDemo operator--(int);  // 后置自減運算符重載

private:
  int m_num; // 成員變量
};

接著繼續(xù)實現(xiàn)前置自增、自減運算符重載函數(shù)：

// 前置++
CDemo & CDemo::operator++()
{
  ++m_num;
  return *this;
}

// 前置--
CDemo & CDemo::operator--()
{
  --m_num;
  return *this;
}

后置自增、自減運算符重載，就有點不同，例如后置++，是先參與運算，再進(jìn)行自增，所以返回值是沒自增前的對象，具體實現(xiàn)如下：

// 后置++
CDemo CDemo::operator++(int)
{
  CDemo tmp(*this); // 記錄修改前的對象
  m_num--;
  return tmp;    // 返回修改前的對象
}

// 后置--
CDemo CDemo::operator--(int)
{ 
  CDemo tmp(*this); // 記錄修改前的對象
  m_num++;
  return tmp;    // 返回修改前的對象
}

04 前置和后置運算符的性能比較

從上面的例子，我們看到后置運算符的重載函數(shù)的執(zhí)行步驟：