在 C++ 中重载乘法运算符的正确方法（双向）

Question

我设法理解了如何将重载运算符实现为成员函数。这种方式考虑对象（实例）总是传递 rhs 给操作员。为了让它工作，我在 class 之外定义了我的重载运算符。仅当我在头文件 (.hpp) 中定义它时它才有效。如果我将函数添加到 .cpp 文件，为什么编译器会忽略它？一段代码如下：

//class.hpp
#ifndef POINT_H_
#define POINT_H_

template<class T>
class point{
    public:
      point(T&x,T&y);
      point<T> operator*(T& lambda);
      point<T> operator=(const point<T>& P);
      void print();
    private:
        T&x_;
    T&y_;
};
#endif

//class.cpp
#include<iostream>
#include "point.hpp"
template<class T>
point<T>::point(T&x,T&y)
:
x_(x),
y_(y)
{
}

template<class T>
point<T> point<T>::operator*(T& lambda){
    x_*=lambda;
    y_*=lambda;
    return *this;
}

template <class T>
point<T> point<T>::operator = (const point<T> & P){
    this->x_=P.x_;
    this->y_=P.y_;
  return *this;
}

template<class T>
void point<T>::print(){
    std::cout<<"X is "<<this->x_<<" Y is "<<this->y_<<"\n";
}

template class point<int>;
template class point<double>;

template<class T>
  point<T> operator*(T& lambda,point<T>& P)
  {
    return P*lambda;
  }

下面显示的最后一个函数只有在我将它添加到头文件中时才有效。

template<class T>
  point<T> operator*(T& lambda,point<T>& P)
  {
    return P*lambda;
  }

主文件是

#include<iostream>

#include "point.hpp"

int main(){
    
    double a=3.0;
    double b=4.0;

    point<double> X = point<double>(a,b);
    double m=3.0;
    X=m*X;
    X.print();

    return 0;
}

编译错误为

no match for 'operator*' (operand types are 'double' and 'point') X=m*X;

如果我在头文件中重载乘法运算符，则重载可以从两个方向正常工作 doublepoint 或 pointdouble.

Answer 1

C++ 需要在 header（通常为 .h/.hpp）中声明一个函数，以便从不同的源文件 (.cpp) 中使用它。所以你必须声明

template<class T>
point<T> operator*(T& lambda,point<T>& P);

在您包含的 header (point.hpp) 中。

顺便说一下，您对运算符的实现是错误的，因为计算 X * m（或 m * X）会更改 X 本身，这通常是不需要的。所以你应该实现 operator* as

template<class T>
point<T> point<T>::operator*(T& lambda){
    return point<T>(x_*lambda,y_*lambda);
}

或者您可以将 operator*= 定义为

template<class T>
point<T>& point<T>::operator*=(T& lambda){
    x_*=lambda;
    y_*=lambda;
    return *this;
}

并执行 X*=m 而不是 X=m*X

在 C++ 中重载乘法运算符的正确方法（双向）

Correct way to overload the multiplication operator in C++ (both directions)

c++

operator-overloading

function-templates-overloading