正确地进行运算符重载和多态性

Question

我有两个包装器类用于字符串和整数，一个用于表示二进制运算并重载运算符 << 以将它们写入字符串格式。不幸的是，没有 friend 函数我不能重载 << 没有 virtual 我不能获得多态性并且不能将 friend 与 virtual 一起使用！！

#include <iostream>
#include <string>

class AST {};
class expr: public AST {};

class operator_: public AST {};

class BinOp: public expr {
private:
  expr *_left;
  expr *_right;
  operator_ *_op;
public:
  BinOp(expr *p_left, expr *p_right, operator_ *p_op):_left(p_left),_right(p_right),_op(p_op) {}
  friend std::ostream &operator<< (std::ostream &out, const BinOp &binop) {
    out << (binop._left) << " " << (binop._op) << " " << (binop._right);
  }
};

class LShift: public operator_ {
public:
  LShift() {}
  friend std::ostream &operator<< (std::ostream &out, const LShift &lshift) {
    out << "<<";
  }
};

class Name: public expr {
private:
  std::string _id;
public:
  Name(std::string p_id) { _id = p_id; }
  friend std::ostream &operator<< (std::ostream &out, const Name &name) {
    out << name._id;
  }
};

class Num: public expr {
private:
  int n;
public:
  Num(int p_n) { n = p_n; }
  friend std::ostream &operator<< (std::ostream &out, const Num &num) {
    out << num.n;
  }
};

int main() {

  auto name = Name("x");
  auto num  = Num(5);
  auto lshift = LShift();
  auto binop = BinOp(&name, &num, &lshift);

  std::cout << binop << '\n';

  return 0;
}

所以上面提到的程序输出指针，

0x7ffd05935db0 0x7ffd05935d8b 0x7ffd05935d8c

但我需要打印所需的对象而不是指针。

x << 5

Answer 1

一般来说，让运算符在同一个 class 中重载多态表明您正在混合使用值风格 classes 和身份风格 classes，并且因此有一种 C++ 特有的代码味道。

但我会说流插入运算符是一个例外。

解决方案是重载运算符一次，然后转到更易于覆盖的函数。

class AST {
public:
  virtual void print(std::ostream& s) const = 0;
  virtual ~AST() {} // you probably want this one too
};

// no need for friendliness
std::ostream& operator <<(std::ostream& s, const AST& node) {
  node.print(s);
  return s;
}

然后将实际的打印逻辑放入每个 class 的 print 覆盖中。

但我也觉得有必要指出您的 AST class 似乎没有用。运算符和二进制表达式实际上没有任何共同点。说运算符或表达式是抽象语法树在概念上也是错误的。表达式是 AST 的部分，树中的单个节点。运算符是表达式的一部分。整棵树都不一样。

您应该为 operator_ 和 expr 设置单独的层次结构根。是的，这可能意味着您必须打印两次。值得。

正确地进行运算符重载和多态性

doing operator overloading and polymorphism correctly

c++

polymorphism

virtual-functions

operator-overloading

friend-function