C ++中奇怪的赋值/乘法运算符行为

Question

有人可以解释我操作员的错误：

Matrix3D Matrix3D::operator*(Matrix3D& m) {
    Matrix3D ret;
    for(int i=0;i<4;i++) {
        for(int j=0;j<4;j++) {
            ret._data[i][j]=0.0;
            for(int k=0;k<4;k++) {
                ret._data[i][j] += (this->_data[i][k]*m._data[k][j]);
            }
        }
    }
    return ret;
}

Matrix3D& Matrix3D::operator=(Matrix3D& m) {
    if(this==&m) {
        return *this;
    }
    for(int i=0;i<4;i++) {
        for(int j=0;j<4;j++) {
            this->_data[i][j] = m._data[i][j];
        }
    }
    return *this;
}

Matrix3D Matrix3D::Rotation(double ax, double ay, double az) {
    Matrix3D rotX;
    Matrix3D rotY;
    Matrix3D rotZ;
    rotX(
        1,          0,          0,          0,
        0,          cos(ax),    -sin(ax),   0,
        0,          sin(ax),    cos(ax),    0,
        0,          0,          0,          1
    );
    rotY(
        cos(ay),    0,          sin(ay),    0,
        0,          1,          0,          0,
        -sin(ay),   0,          cos(ay),    0,
        0,          0,          0,          1
    );
    rotZ(
        cos(az),    -sin(az),   0,          0,
        sin(az),    cos(az),    0,          0,
        0,          0,          1,          0,
        0,          0,          0,          1
    );

    // Matrix3D ret;
    // ret = rotX*rotY*rotZ;
    // This doesn't work
    // C:\(...)\Matrix3D.cpp|100|error: no match for 'operator=' in 'ret = Matrix3D::operator*(Matrix3D&)(((Matrix3D&)(& rotZ)))'|

    // however this does work

    Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ;
    return ret;
}

如上面代码中所述，类似

    Matrix3D ret;
    ret = rotX*rotY*rotZ;

将导致

    C:\(...)\Matrix3D.cpp|100|error: no match for 'operator=' in 'ret = Matrix3D::operator*(Matrix3D&)(((Matrix3D&)(& rotZ)))'|

编译错误，而类似

    Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ;

将编译时没有任何警告或错误（不知道矩阵是否正确，还没有检查过......）。

Answer 1

实际上，两个运营商都被错误地宣布。他们应该采用const引用来允许接受rvalues。

Matrix3D Matrix3D::operator*(const Matrix3D& m) const
//                           ^^^^^              ^^^^^
//                                              this too, since you're not
//                                              changing the LHS during '*'.

Matrix3D& Matrix3D::operator=(const Matrix3D& m)
//                            ^^^^^

您会发现*不适用于rotX*(rotY*rotZ)。

Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ;编译的原因是因为根本没有调用operator=。它只是将Matrix3D的复制构造函数调用为乘法的结果。并且乘法有效，因为rotX * rotY * rotZ被重写为

rotX.operator*(rotY).operator*(rotZ)

且rotY和rotZ都是左值，因此它们可以绑定到Matrix3D&。

Answer 2

operator*和operator=的正确声明：

Matrix3D  Matrix3D::operator* (Matrix3D const& m) const;
Matrix3D& Matrix3D::operator= (Matrix3D const& m);

---

阅读材料：

• What is lvalue/rvalue?
• What is const-correctness, why should ::operator* be const?

---

operator=接受Matrix3D&虽然rotX*rotY*rotX会导致 rvalue ，因此您无法绑定对它的引用。

要开展工作，operator=应该接受Matrix3D const&，Obj a = b可以绑定到 lvalues 和 rvalues 。

即使看起来Obj::operator=使用{{1}}也不是，但它会使用通常所说的 copy-constructor 。阅读更多相关信息here。

Answer 3

将赋值运算符的签名更改为const-correct：

Matrix3D& Matrix3D::operator=(Matrix3D const & m)
//                                     ^^^^^

在您的示例代码中，赋值运算符想要绑定到临时值，而临时值不能绑定到非常量引用。相比之下，由第二段代码调用的复制构造函数确实接受了const引用，因此没有错误。

Answer 4

Matrix3D& Matrix3D::operator=(Matrix3D& m)

您请求右侧参数是l值。它必须是现有变量，不能是临时值。请考虑改为使用const Matrix3D& m。

Matrix3D ret = rotX*rotY*rotZ;有效，因为它根本没有使用operator=，而是使用默认构造函数Matrix3D::Matrix3D(const Matrix3D&)。