面试题：C++中运算符重载的成员函数实现方式的特点

Question

在C++中，运算符重载有成员函数、友元函数和普通函数三种实现方式。请阐述使用成员函数实现运算符重载的特点，包括参数数量、对类成员的访问权限等方面。

Answer 1

1. 参数数量：
   • 对于二元运算符，成员函数重载时只有一个参数，因为第一个操作数是对象本身，通过this指针隐含传递。例如对于a + b，a是调用operator+成员函数的对象，b是传递给成员函数的参数。
   • 对于一元运算符，成员函数重载时没有参数，因为操作数就是对象本身，例如++a，a是调用operator++成员函数的对象。
2. 对类成员的访问权限：
   • 成员函数可以直接访问类的私有、保护和公有成员。因为它是类的一部分，在类的作用域内，所以对类的所有成员都有访问权限。这使得在实现运算符重载时，可以方便地操作类的内部数据成员，进行符合类逻辑的运算。例如，一个表示复数的类Complex，在重载+运算符时，成员函数可以直接访问Complex类的实部和虚部数据成员进行加法运算。
3. 调用方式：
   • 以对象调用成员函数的方式调用重载的运算符。例如a + b实际调用方式为a.operator+(b)。这使得运算符的使用符合面向对象的调用风格，与类的其他成员函数调用方式一致，增强了代码的可读性和一致性。
4. 与类的关系：
   • 成员函数实现的运算符重载紧密绑定到类，体现了类的封装性和完整性。运算符成为类接口的一部分，对于类的使用者来说，使用运算符就像使用类的其他成员函数一样自然，同时也便于对类进行维护和扩展。例如在一个自定义的向量类Vector中，通过成员函数重载+运算符实现向量加法，使用者可以像使用向量类的其他成员函数一样使用+运算符，而不需要额外了解复杂的调用方式。