前置操作符和后置操作符（三十四）

        我們之前在 C 語言中學習了前置 ++ 和后置 ++。應該知道 i++ 是將 i 的值作為返回值，i + 1；++i 是先 i+1，再返回 i 的值。那么它們真的有區別嗎？我們來編程看看，在 VS 中進行反匯編，看看匯編代碼是怎樣處理的

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i = 0;
    
    i++;
    
    ++i;
    
    return 0;
}

        我們看到在程序中僅僅是實現 i++ 和 ++i 的操作，看看反匯編，匯編的代碼是怎樣處理的

        我們看到它們兩個的處理在匯編層面是一樣的，并沒有什么區別。那么這是怎么回事呢？現代的編譯器已經在自動優化了，因為它看到我們只是進行 ++ 操作，并沒有用到它的返回值。所以就自作主張的給優化了，其實這樣優化后，二進制程序的效率更加高效了。但是優化后的二進制程序丟失了 C/C++ 的原生語義，因此我們不可能從編譯后的二進制程序去還原 C/C++ 程序。

        那么 ++ 操作符可以重載嗎？如果可以，那它如何區分前置 ++ 和后置 ++ 呢？在 C++ 中，++ 操作符是可以被重載的，全局函數和成員函數均可進行重載，重載前置 ++ 操作符不需要額外的參數，但在重載后置 ++ 操作符時需要一個 int 類型的占位參數。

        我們下來用程序來實現下 ++ 操作符的重載

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int i)
    {
        mValue = i;
    }
    
    int value()
    {
        return mValue;
    }
    
    Test& operator ++ ()
    {
        ++mValue;
        
        return *this;
    }
    
    Test operator ++ (int)
    {
        Test ret(mValue);
        
        mValue++;
        
        return ret;
    }
};

int main()
{
    Test t1(0);
    Test t2(0);
    
    Test tt1 = t1++;
    
    cout << "tt1.value = " << tt1.value() << endl;    // 0
    cout << "t1.value = " << t1.value() << endl;      // 1
    
    Test tt2 = ++t2;
    
    cout << "tt2.value = " << tt2.value() << endl;    // 1
    cout << "t2.value = " << t2.value() << endl;      // 1
    
    return 0;
}

        我們看到后置 ++ 操作符有一個 int 類型的占位參數。在進行 tt1 = t1++ 后，tt1 的值應該為 0，而 t1 的值應該為 1 了。而 tt2 = ++t2，兩個應該都為 1 了。我們看看編譯結果

        我們看到結果和我們所分析的是一致的，也就是說我們的 ++ 操作符已經成功實現了。那么現在的 i++ 和 ++i 還有區別嗎？肯定是有的！對于基礎類型的變量：前置 ++ 的效率與后置 ++ 的效率基本相同，根據項目組的編碼規范進行選擇；而對于類類型的對象：前置 ++ 的效率高于后置 ++，盡量使用前置 ++ 操作符來提供程序的效率。因為后置的操作符需要在棧上生成對象，所以效率比較低。那么我們下來來進一步完善復數類

Complex.h 源碼

#ifndef _COMPLEX_H_
#define _COMPLEX_H_

class Complex
{
    double a;
    double b;
public:
    Complex(double a = 0, double b = 0);
    double getA();
    double getB();
    double modulus(const Complex& c);
    
    Complex operator + (const Complex& c);
    Complex operator - (const Complex& c);
    Complex operator * (const Complex& c);
    Complex operator / (const Complex& c);
    
    bool operator == (const Complex& c);
    bool operator != (const Complex& c);
    
    Complex& operator = (const Complex& c);
    
    Complex& operator ++ ();
    Complex operator ++ (int);
};

#endif

Complex.cpp 源碼

#include "Complex.h"
#include <math.h>

Complex::Complex(double a, double b)
{
    this->a = a;
    this->b = b;
}

double Complex::getA()
{
    return a;
}

double Complex::getB()
{
    return b;
}

double Complex::modulus(const Complex& c)
{
    return sqrt(a * a + b * b);
}

Complex Complex::operator + (const Complex& c)
{
    double na = a + c.a;
    double nb = b + c.b;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

Complex Complex::operator - (const Complex& c)
{
    double na = a - c.a;
    double nb = b - c.b;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

Complex Complex::operator * (const Complex& c)
{
    double na = a * c.a - b * c.b;
    double nb = a * c.b + b * c.a;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

Complex Complex::operator / (const Complex& c)
{
    double cm = c.a * c.a + c.b * c.b;
    double na = (a * c.a + b * c.b) / cm;
    double nb = (b * c.a - a * c.b) / cm;
    Complex ret(na, nb);
    
    return ret;
}

bool Complex::operator == (const Complex& c)
{
    return (a == c.a) && (b == c.b);
}

bool Complex::operator != (const Complex& c)
{
    return !(*this == c);
}

Complex& Complex::operator = (const Complex& c)
{
    if( this != &c )
    {
        a = c.a;
        b = c.b;
    }
    
    return *this;
}

Complex& Complex::operator ++ ()
{
    a += 1;
    b += 1;
    
    return *this;
}

Complex Complex::operator ++ (int)
{
    Complex ret(a, b);
    
    a += 1;
    b += 1;
    
    return ret;
}

Test.cpp 源碼

#include <iostream>
#include <string>
#include "Complex.h"

using namespace std;

int main()
{
    Complex c1(0, 0);
    Complex c2(0, 0);
    
    Complex c3 = c1++;
    
    cout << "c3.a = " << c3.getA() <<", c3.b = " << c3.getB() << endl;
    cout << "c1.a = " << c1.getA() <<", c1.b = " << c1.getB() << endl;
    
    Complex c4 = ++c2;
    
    cout << "c4.a = " << c4.getA() <<", c4.b = " << c4.getB() << endl;
    cout << "c2.a = " << c2.getA() <<", c2.b = " << c2.getB() << endl;
    
    return 0;
}

        應該是 c3 的 a 和 b 都是 0，c1 的 a 和 b 都是 1；c4 的 a 和 b 都是 0，c2 的 a 和 b 都是 1。我們來編譯下看看結果

        我們看到編譯的結果和我們所分析的是一致的。通過對 ++ 操作符的學習，總結如下：1、編譯器優化使得最終的可執行程序更加高效；2、前置 ++ 操作符和后置 ++ 操作符都可以被重載；3、++ 操作符的重載必須要符合其原生語義；4、對于與基礎類型，前置 ++ 與后置 ++ 的效率幾乎相同，但對于類類型，前置 ++ 的效率高于后置 ++。

        歡迎大家一起來學習 C++ 語言，可以加我QQ：243343083。