C++ 编译器如何扩展前缀和后缀运算符++()？

Question

考虑：

class Example
{
private:
    int m_i;

public:
    Example(int i) : m_i{i} {}

    //Post-fix
    Example operator++(int) {m_i++; return *this;}

    //Pre-fix
    Example& operator++() {m_i++; return *this;}

    void print() const {std::cout << m_i << '\n'}
};

我正在对此进行试验以确定编译器如何扩展对前缀和 post修复运算符的调用。

例如，当我这样写的时候：

Example e = 1;
e++;

我预计它会扩展到 "e.operator++(int)"，或者更进一步，我预计

e++(2);

扩展为 "e.operator++(2)." 之类的东西，但我得到的是编译器抱怨一些 "no match for call to '(Example) (int)'"。

接下来我很好奇“++e”是如何神秘地扩展成 "e.operator++()"，即 returns 引用的那个。

再玩一些，我得到了：

Example e = 1;
++e++;
e.print();

其中打印了2，然后：

Example e = 1;
(++e)++;
e.print();

其中打印了 3.

我明白 (++e) returns 对对象的引用，然后 post 递增 1，所以这是有道理的。我还怀疑“++e++”在这里给予 postfix 运算符优先级（正如我在另一个 post 中读到的），所以这是递增 postfix 返回的临时变量操作员。这也是有道理的。这让我想知道

这样的表达式如何

++++e
++e++++
++++e++
++++e++++

已扩展（它们全部编译并且运行具有预期结果）。

真的，内部到底发生了什么？编译器如何知道要调用哪个 operator++()，以及如何扩展这些表达式（尤其是在前缀的情况下）？ "operator++(int)"中占位符变量的用途是什么？

Answer 1

What is the purpose of the placeholder variable in "operator++(int)"?

因为++运算符有两个不同的功能：postfix-++和prefix-++。因此，重载它时，必须有两个不同的函数签名。

how does the compiler know which operator++() to call,

当您的代码使用前缀-++（例如：++e;）时，将调用具有签名operator++() 的函数。当您的代码使用 postfix-++（例如：e++;）时，将调用签名为 operator++(int) 的函数，并且编译器将提供一个未指定的虚拟参数值。

从技术上讲，operator++(int) 的实现可以使用虚拟参数值。您可以通过编写 e.operator++(5); 而不是 e++; 来传递您自己的值。但这会被认为是糟糕的编码风格——当重载运算符时，建议保留内置运算符的语义以避免混淆阅读代码的人。

请注意，您当前的 postfix-++ 实现不遵守此规则：正常语义是应返回先前的值；但是您的代码 returns 更新后的值。

++e++++;

要解析此语句，您需要了解这些解析规则：

令牌由 "maximal munch" 解析，即这意味着 ++ e ++ ++;（而不是一些一元-+ 运算符）。
语言语法根据这些标记确定哪些表达式是哪些运算符的操作数。这个过程可以概括为precedence table.

查询该表达式的 table 会告诉您：++(((e++)++))。使用我之前提到的扩展，这可以写成函数调用符号：

((e.operator++(0)).operator++(0)).operator++();

在这种情况下，需要从左到右调用这些函数，因为在对其调用的表达式求值之前不能输入成员函数。

因此，假设我们在此语句之前有 Example e(1);，则以下函数调用将按此顺序发生：

e.operator++(int) - 将 e.m_i 设置为 2 和 returns 一个临时的（我将其称为 temp1 作为伪代码）与 temp1.m_i 作为 2.
temp1.operator++(int) - 将 temp1.m_i 设置为 3，returns temp2 的 m.i 为 3
temp2.operator++() - 将 temp2.m_i 设置为 4 和 returns 对 temp2 的引用。

注意。我的回答只谈到重载运算符是一个成员函数。也可以作为非成员重载 ++（两种形式）。在那种情况下，行为将与我的描述相同，但 "written in function call notation" 表达式将采用不同的语法。

C++ 编译器如何扩展前缀和后缀运算符++()？

How does a C++ compiler expand prefix and postfix operator++()?

c++

operator-overloading

operators

prefix

postfix-operator