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Cherno C++学习笔记 P46 箭头运算符

news 来源：原创 2025/5/21 15:13:11

这一篇文章我们讲一下箭头运算符的使用。在之前的一些场景下，我们已经使用到了箭头运算符，这次我们可以更深入的聊一下箭头运算符应该如何使用，以及我们如何实现自己的箭头指针。

我们还是以一个最简单的Entity类举例：

class Entity {
public:void Print() {std::cout << "Hello World!" << std::endl;}
};

然后我们随便new一个指针：

Entity* ptr = new Entity;

但是我们需要注意的是，如果我们想要通过这个指针来调用Entity类当中的Print函数，如果还按照之前我们实例化对象调用函数的方法，其实是行不通的，比如写成这样是会报错的：

ptr.Print();

因为我们现在的ptr并不是一个实例化的对象，它只是一个指针，所以这样使用“.”是会错误的，如果想要用“.”，我们需要先对指针进行dereference然后再调用这个函数：

(*ptr).Print();

但是我们可以看到，这样写其实并不直观，那么有没有一种更加直观的办法来表示？那当然是有的，就是箭头运算符：

ptr->Print();

这样我们就可以直接通过指针来调用这个方法了。这其实是一个快捷符号。

需要注意的是，->其实是一个运算符，而我们可以重载这个运算符的。

为什么我们要重载这个运算符？答案也很简单，因为在我们自己实现作用域指针的时候，如果我们还沿袭原有的对于->的定义，会意识到代码写起来会非常奇怪，比如我们实现这样一个ScopedPtr类：

class ScopedPtr {
private:Entity* ptr;
public:ScopedPtr(Entity* ptr):ptr(ptr){}Entity* GetObject() {return ptr;}~ScopedPtr() {delete ptr;}
};

那么在我们实例化了一个ScopedPtr的对象之后，如果我们想要用这个对象去调用Entity当中的函数，就会出现一个很麻烦的事情：我们需要访问ScopedPtr类的private变量才能够获得Entity类的指针！也就是说，我们要绕很大一圈才能调用Entity的函数，如果我们写出来就是这个样子的：

ptr.GetObject()->Print();

这个明显是非常麻烦的，我们希望我们自己定义的指针类是在能拥有普通new指针的全部好处的前提下，最好再可以自动销毁，而不是给我们带来这么多的困扰。所以我们需要可以重载我们的箭头运算符，能让它像普通指针一样直接访问Entity类当中的方法。
具体的使用方法如下：

Entity* operator->() {return ptr;
}

然后我们就可以发现，我们会像使用普通new指针一样使用ScopedPtr类的指针了！而且还有了可以自动销毁的功能。

ScopedPtr ptr = new Entity;
ptr->Print();

当然如果有需要的话，我们还可以有一个返回const指针的版本。

const Entity* operator->() const {return ptr;
}

但是需要注意的是，如果我们返回的是const指针，那么我们也应该只能调用const方法。通过我们这样设计重载箭头运算符，我们成功地让我们的代码保持整洁，看起来非常的nice。

除了这些之外，箭头运算符还有一个神奇的功能，那就是获取偏移量。比如我们定义这样一个三维向量的结构：

struct Vector3 {float x, y, z;
};

很简单的一个向量类，然后我们想要获取变量x，y，z关于我们对Vector3指针的偏移量，该如何获得？也就是说，如果我们有一个Vector3指针，它会指向某一个位置，但是其中的成员变量x，y，z也有自己在内存中的位置，那么成员变量的位置相对于struct指针指向的位置差了多少？我们可以用下面的语句来获得：

int offset = (int)&((Vector3*)nullptr)->x;
std::cout << offset << std::endl;

这句话具体是什么含义？也不难理解，我们首先将一个空指针强制转换成Vector3指针，也就是说我们让这个Vector3指针指向了0位置，然后我们取x，再对它取值，就是x相关于Vector3指针的位置了，至于转成int那无非就是方便输出给我们看。输出之后，我们可以发现这个值为0。同理我们可以把x换成y和z，然后会发现结果分别是4和8。

好了，以上就是全部有关于箭头运算符的内容了，希望大家能够喜欢！

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