C++箭头（->）运算符的重载

箭头操作符(->)的通常用法是，使用一个类对象的指针来调用该指针所指对象的成员。左操作数为对象指针(this)，右操作数为该对象的成员名称。定义重载箭头操作符之后看起来就有点特别，可以用类对象的指针来调用，也可以用类对象直接调用。重载箭头操作符必须定义为类成员函数。

箭头操作符与众不同。它可能表现得像二元操作符一样：接受一个对象和一个成员名。对对象解引用以获取成员。不管外表如何，箭头操作符不接受显式形参。这里没有第二个形参，因为 -> 的右操作数不是表达式，相反，是对应着类成员的一个标识符。没有明显可行的途径将一个标识符作为形参传递给函数，相反，由编译器处理获取成员的工作。

1 箭头操作符的调用过程

当这样编写时：

     point->action();

由于优先级规则，它实际等价于编写：

     (point->action)();

    换句话说，我们想要调用的是对 point->action 求值的结果。编译器这样对该代码进行求值：

（1）.如果 point 是一个指针，指向具有名为 action 的成员的类对象，则编译器将代码编译为调用该对象的 action 成员（默认语义）。

（2）.否则，如果 point(注：中文版primer误写为action) 是定义了 operator-> 操作符的类的一个对象，则 point->action 与 point.operator->()->action 相同。即，执行 point 的 operator->()，然后使用该结果重复这三步。（递归调用）

（3）.否则，代码出错。

总结：通过箭头（->）操作符的执行过程，我们可以得到结论“重载箭头操作符必须返回指向类类型的指针，或者返回定义了自己的箭头操作符的类类型对象。”返回前者用于执行编译器默认语义终结箭头运算符的调用（如果返回类型是指针，则内置箭头操作符可用于该指针，编译器对该指针解引用并从结果对象获取指定成员），返回后者用于递归调用。（如果返回类型是类类型的其他对象（或是这种对象的引用），则将递归应用该操作符。编译器检查返回对象所属类型是否具有成员箭头，如果有，就应用那个操作符；否则，编译器产生一个错误。这个过程继续下去，直到返回一个指向带有指定成员的的对象的指针，或者返回某些其他值，在后一种情况下，代码出错。）

2. 实例分析

根据理解，定义了3个类，C包含B，B包含A。A、B、C都定义了一个action的成员函数。B和C都重载箭头操作符，不同的是B的重载箭头操作符返回的是A类对象的指针，而C的重载箭头操作符返回的是B类对象。

1.

#include <iostream>
using namespace std;

class A{
public:
    void action(){
        cout << "Action in class A!" << endl;
    }
};

class B{
    A a;
public:
    A* operator->(){  //返回指针
        return &a;
    }
    void action(){
        cout << "Action in class B!" << endl;
    }
};

class C{
    B b;
public:
    B operator->(){  //返回对象
        return b;
    }
    void action(){
        cout << "Action in class C!" << endl;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    C* pc = new C;
    pc->action();  //指针调用(使用默认语义)
    C c;
    c->action();   //对象调用（使用重载语义）
    getchar();
    return 0;
}

 上面代码输出结果是：

Action in class C!
Action in class A!

 

其中的代码

 C* pc = new C;
 pc->action();

输出的结果是

Action in class C!

这个结果比较好理解，pc是类对象指针，此时的箭头操作符使用的是内置含义，对pc解引用然后调用对象的成员函数action。

 

 而下面的代码

 C c;
 c->action();

输出的结果是

Action in class A!

 其实c->action();的含义与c.operator->().operator->()->action();相同。

c是对象，c后面的箭头操作符使用的是重载箭头操作符，即调用类C的operator->()成员函数。此时返回的是类B的对象，所以调用类B的operator->()成员函数，B的operator->()返回的是指针，所以现在可以使用内置箭头操作符了。对B的operator->()返回的指针进行解引用，然后调用解引用后的对象的成员函数action，此时调用的就是类A的action()。这里存在一个递归调用operator->()的过程，最后再使用一次内置含义的箭头操作符。

总结：对箭头（->）运算符的调用，最终都要归结到对指针自身的（->）调用。