More Effective C++ 條款7 (轉)

More Effective C++ 條款7 (轉)[@more@]

條款7：不要過載overload &&, ||, or ,. :namespace prefix = o ns = "urn:schemas--com::office" />

與C一樣，C++使用布林簡化求值法(short-circuit evaluation)。這表示一旦確定了布林表示式的真假值，即使還有部分表示式沒有被測試，布林表示式也停止運算。例如：

char *p;

...

if ((p != 0) && (strlen(p) > 10)) ...

這裡不用擔心當p為空時strlen無法正確執行，因為如果p不等於0的測試失敗，strlen不會被。同樣：

int rangeCheck(int index)

{

if ((index < lowerBound) || (index > upperBound)) ...

...

}

如果index小於lowerBound，它不會與upperBound進行比較。

很早以前上述行為特性就被反覆灌輸給C和C++的員，所以他們都知道該特性。而且他們也依賴於簡短求值法來寫程式。例如在上述第一個程式碼中，當p為空指標時確保strlen不會被呼叫是很重要的，因為C++標準說(正如C標準所說)用空指標呼叫strlen，結果不確定。

C++允許根據定義的型別，來定製&&和||運算子。方法是過載operator&& 和operator||，你能在全域性過載或每個類裡過載。然而如果你想使用這種方法，你必須知道你正在極大地改變遊戲規則。因為你以函式呼叫法替代了簡短計演算法。也就是說如果你過載了運算子&&，對於你來說程式碼是這樣的：

if (expression1 && expression2) ...

對於來說，等同於下面程式碼之一：

if (expression1.operator&&(expression2)) ...

  // when operator&& is a

  // member function

if (operator&&(expression1, expression2)) ...

  // when operator&& is a

  // global function

這好像沒有什麼不同，但是函式呼叫法與簡短求值法是絕對不同的。首先當函式被呼叫時，需要運算其所有引數，所以呼叫函式functions operator&& 和 operator||時，兩個引數都需要計算，換言之，沒有采用簡短計演算法。第二是C++語言規範沒有定義函式引數的計算順序，所以沒有辦法知道表示式1與表示式2哪一個先計算。完全與具有從左引數到右引數計算順序的簡短計演算法相反。

因此如果你過載&&或||，就沒有辦法提供給程式設計師他們所期望和使用的行為特性，所以不要過載&&和||。

同樣的理由也適用於括號運算子，但是在我們深入研究它之前，我還是暫停一下，讓你不要太驚訝，“逗號運算子？哪有逗號運算子？”確實存在。

逗號運算子用於組成表示式，你經常在for迴圈的部分（update part）裡遇見它。例如下面來源於Kernighan's and Ritchie's 經典書籍The C Programming Language 第二版(Prentice-Hall, 1988)的函式：

// reverse string s in place

void reverse(char s[])

{

for (int i = 0, j = strlen(s)-1;

  i < j;

  ++i, --j)  // 啊! 逗號運算子!

{

  int c = s[i];

  s[i] = s[j];

  s[j] = c;

}

}

在for迴圈的最後一個部分裡，i被增加同時j被減少。在這裡使用逗號很方便，因為在最後一個部分裡只能使用一個表示式，分開表示式來改變i和j的值是不合法的。

對於內建型別&&和||，C++有一些規則來定義它們如何運算。與此相同，也有規則來定義逗號運算子的計算方法。一個包含逗號的表示式首先計算逗號左邊的表示式，然後計算逗號右邊的表示式；整個表示式的結果是逗號右邊表示式的值。所以在上述迴圈的最後部分裡，編譯器首先計算++i，然後是—j，逗號表示式的結果是--j。

也許你想為什麼你需要知道這些內容呢？因為你需要模仿這個行為特性，如果你想大膽地寫自己的逗號運算子函式。不幸的是你無法模仿。

如果你寫一個非成員函式operator，你不能保證左邊的表示式先於右邊的表示式計算，因為函式（operator）呼叫時兩個表示式做為引數被傳遞出去。但是你不能控制函式引數的計算順序。所以非成員函式的方法絕對不行。

剩下的只有寫成員函式operator的可能性了。即使這裡你也不能依靠於逗號左邊表示式先被計算的行為特性，因為編譯器不一定必須按此方法去計算。因此你不能過載逗號運算子，保證它的行為特性與其被料想的一樣。過載它是完全輕率的行為。

你可能正在想這個過載惡夢究竟有沒有完。畢竟如果你能過載逗號運算子，你還有什麼不能過載的呢？正如顯示的，存在一些限制，你不能過載下面的運算子：

.  .*  ::  ?:

new  delete  sizeof  typeid

static_cast  dynamic_cast  const_cast  reinterpret_cast

你能過載：

operator new  operator delete

operator  new[]  operator delete[]

+  -  *  /  %  ^  &  |  ~

!  =    +=  -=  *=  /=  %=

^=  &=  |=  <>  >>=  <<=  ==  !=

<=  >=  &&  ||  ++  --  ,   ->*  ->

()  []

（有關new和delete還有operator new, operator delete, operator new[], and operator delete[]的資訊參見條款8）

當然能過載這些運算子不是去過載的理由。運算子過載的目的是使程式更容易閱讀，書寫和理解，而不是用你的知識去迷惑其他人。如果你沒有一個好理由過載運算子，就不要過載。在遇到&&, ||, 和 ,時，找到一個好理由是困難的，因為無論你怎麼努力，也不能讓它們的行為特性與所期望的一樣。