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在 C++ 中，与成员访问相关的运算符重载主要包括->、*（解引用）、[]（下标）、()（函数调用）以及较冷门的->*（指向成员的指针访问）。而.和.*是不可重载的。下面逐一详细介绍，并给出一个完整可运行的示例。

一、可重载的成员访问相关运算符

1.operator->（类成员访问）

• 形式：必须是类的非静态成员函数，无参数。

• 返回类型：必须返回一个指针，或者返回一个重载了operator->的对象（编译器会继续调用其->，直到得到指针）。

• 用途：智能指针（如std::shared_ptr、std::unique_ptr）通过它像普通指针一样访问成员。

• 示例：

  cpp

  Data* operator->() { return ptr_; }

  使用：sp->print();

2.operator*（解引用）

• 形式：非静态成员函数，无参数。

• 返回类型：通常返回引用（T&或const T&）。

• 用途：与operator->配对，让智能指针支持*sp解引用。

• 示例：

  cpp

  Data& operator*() { return *ptr_; }

  使用：(*sp).value = 100;

3.operator[]（下标访问）

• 形式：非静态成员函数，接受一个参数（通常为整数或枚举）。

• 返回类型：返回引用，以支持读写。

• 用途：让自定义容器像数组一样使用，如std::vector、std::map。

• 示例：

  cpp

  int& operator[](std::size_t i) { return data_[i]; }

  使用：arr[0] = 10;

4.operator()（函数调用）

• 形式：非静态成员函数，可接受任意数量、任意类型的参数。

• 返回类型：任意。

• 用途：使对象成为仿函数（functor），可像函数一样调用，常用于 STL 算法、std::function。

• 示例：

  cpp

  int operator()(int x) const { return base_ + x; }

  使用：add5(10);

5.operator->*（指向成员的指针访问）

• 形式：非静态成员函数，接受一个指向成员的指针作为参数。

• 返回类型：通常返回一个可调用对象或直接返回成员值。

• 用途：极少数场景，如自定义智能指针需要支持obj->*member_ptr语法。

• 示例：

  cpp

  template<typename R> auto operator->*(R (Data::*func)() const) { return [this, func]() { return (obj_->*func)(); }; }

  使用：inv->*&Data::print;

6. 不可重载的运算符

• .（直接成员访问）：不能重载。

• .*（指向成员的指针访问）：不能重载。

• ::、?:、sizeof等也不能重载。

#include <iostream> #include <cstddef> // 被访问的数据类 struct Data { int value; void print() const { std::cout << "Data::print() value=" << value << "\n"; } }; // 1. 智能指针：重载 -> 和 * class SmartPtr { Data* ptr_; public: SmartPtr(Data* p) : ptr_(p) {} ~SmartPtr() { delete ptr_; } Data* operator->() { return ptr_; } Data& operator*() { return *ptr_; } }; // 2. 数组类：重载 [] class IntArray { int* data_; std::size_t size_; public: IntArray(std::size_t n) : data_(new int[n]{}), size_(n) {} ~IntArray() { delete[] data_; } int& operator[](std::size_t i) { return data_[i]; } const int& operator[](std::size_t i) const { return data_[i]; } }; // 3. 仿函数：重载 () class Adder { int base_; public: Adder(int b) : base_(b) {} int operator()(int x) const { return base_ + x; } }; // 4. operator->* 示例 class MemberInvoker { Data* obj_; public: MemberInvoker(Data* obj) : obj_(obj) {} template<typename R> auto operator->*(R (Data::*func)() const) { return [this, func]() { return (obj_->*func)(); }; } }; int main() { // 1. -> 和 * SmartPtr sp(new Data{42}); sp->print(); // 等价于 sp.operator->()->print() (*sp).value = 100; // 等价于 sp.operator*().value = 100 sp->print(); // 2. [] IntArray arr(5); arr[0] = 10; arr[1] = 20; std::cout << "arr[0]=" << arr[0] << ", arr[1]=" << arr[1] << "\n"; // 3. () Adder add5(5); std::cout << "add5(10)=" << add5(10) << "\n"; // 4. ->* Data d{7}; MemberInvoker inv(&d); auto call = inv->*&Data::print; // 调用 MemberInvoker::operator->* call(); // 执行 lambda，输出 Data::print() return 0; }