编写下标非成员函数

Question

我猜这在 C++ 中是不合法的，但我想我会问，给定一个我不拥有的结构：

struct foo {
    int x;
    int y;
    int z;
};

我想为它写一个非成员下标运算符：

int& operator [](foo& lhs, const std::size_t rhs) {
    switch(rhs) {
    case 0U:
        return lhs.x;
    case 1U:
        return lhs.y;
    case 2U:
        return lhs.z;
    default:
        return *(&(lhs.z) + rhs - 2U);
    }
}

I'm getting this error:

error: int& operator[](foo&, std::size_t) must be a nonstatic member function

Answer 1

struct foo {
    int x;
    int y;
    int z;

  int& operator [](const std::size_t rhs) & {
    switch(rhs) {
      case 0U:
        return this->x;
      case 1U:
        return this->y;
      case 2U:
        return this->z;
      default:
        return *(&(this->z) + rhs - 2U);
    }
  }
};

并非所有运算符都可以重载为自由函数。

不是标准，但在cppreference处写得很清楚，运算符[]、=、->和()必须是non-static成员函数。

如果你能做到 wrap(f)[2]，你就能让它发挥作用。但是没有办法让它在 foo 实例上运行。

template<class T>
struct index_wrap_t {
  T t;
  template<class Rhs>
  decltype(auto) operator[](Rhs&& rhs)& {
    return operator_index( *this, std::forward<Rhs>(rhs) );
  }
  template<class Rhs>
  decltype(auto) operator[](Rhs&& rhs)&& {
    return operator_index( std::move(*this), std::forward<Rhs>(rhs) );
  }
  template<class Rhs>
  decltype(auto) operator[](Rhs&& rhs) const& {
    return operator_index( *this, std::forward<Rhs>(rhs) );
  }
  template<class Rhs>
  decltype(auto) operator[](Rhs&& rhs) const&& {
    return operator_index( std::move(*this), std::forward<Rhs>(rhs) );
  }
};

template<class T>
index_wrap_t<T> index( T&& t ) { return {std::forward<T>(t)}; }

那么你可以这样做：

int& operator_index( foo& lhs, std::size_t rhs ) {
  // your body goes here
}
foo f;
index(f)[1] = 2;

而且有效。

index_wrap_t 将 [] 转接到免费呼叫 operator_index 进行 ADL。

Answer 2

你可以有一个包装器 class 和函数：

struct foo_wrapper {
    foo &ref;

    foo_wrapper( foo &f ) : ref( f ) {}
    int &operator[]( std::size_t rhs ) {
       switch(rhs) {
       case 0U:
           return ref.x;
       case 1U:
           return ref.y;
       case 2U:
           return ref.z;
       default:
           return *(&(ref.z) + rhs - 2U);
        }
    }    
};

foo_wrapper wrap( foo &ff )
{
    return foo_wrapper( ff );
}

foo f;
wrap( f )[1] = 123;

Live example 你可能需要这个辅助函数直接写：

foo_wrapper( f )[2] = 0;

会导致编译错误(re-declaration of f)

编写下标非成员函数

Writing a subscript non-member function

c++

operator-overloading

non-member-functions

subscript-operator