【赤石C++】不使用宏，实现一个幂运算符

这个幂运算符和我以前发的“逆序成员访问运算符”有异曲同工之妙

在C++中，解引用运算符优先级高于乘法运算符，所以语句 a ** b 本质上是 a * (*b)

• 先对 b 执行解引用
• b 解引用的结果和 a 相乘

好了，看过上一篇文章的肯定有思路了

幂运算符

首先，创建一个类 MyInt 用于包装 int 类型（解引用运算符不能作用于基本类型，所以必须用类包装一下基本类型）

struct MyInt {
    int value;
};

然后，重载 MyInt 的解引用运算符，使其返回一个和自身相等的新类

struct MyInt {
    int value;

    MyInt operator*() const noexcept {
        return MyInt{ value };
    }
};

最后，全局重载乘法运算符

MyInt operator*(const MyInt& base, const MyInt& exp) noexcept {
    return MyInt{ static_cast<int>(std::pow(base.value, exp.value)) };
}

完整代码：

#include <cmath>
#include <iostream>

struct MyInt {
    int value;

    MyInt operator*() const noexcept {
        return MyInt{ value };
    }
};

MyInt operator*(const MyInt& base, const MyInt& exp) noexcept {
    return MyInt{ static_cast<int>(std::pow(base.value, exp.value)) };
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyInt& my) {
    os << my.value;
    return os;
}

int main() {
    MyInt two{ 2 }, three{ 3 };
    MyInt result = two ** three;

    std::cout << two << " ** " << three << " = " << result << std::endl;
}

更好的实现

你可能发现了，将乘法运算符重载为计算幂后会影响正常的乘法

MyInt pow = two ** three;

// 会影响正常的乘法运算
MyInt multiply = two * three;

因此，创建一个额外的类PowProxy显然是更好的实现

• MyInt解引用后返回PowProxy
• 添加两个全局乘法重载，一个正常计算乘法，另一个接收PowProxy计算幂

#include <cmath>
#include <iostream>

struct PowProxy {
    int exp;
};

struct MyInt {
    int value;

    PowProxy operator*() const noexcept {
        return PowProxy{ value };
    }
};

MyInt operator*(const MyInt& base, const PowProxy& pow) noexcept {
    return MyInt{ static_cast<int>(std::pow(base.value, pow.exp)) };
}

MyInt operator*(const MyInt& a, const MyInt& b) noexcept {
    return MyInt{ a.value * b.value };
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyInt& my) {
    os << my.value;
    return os;
}

int main() {
    MyInt two{ 2 }, three{ 3 };
    MyInt pow = two ** three;
    MyInt multiply = two * three;

    std::cout << two << " ** " << three << " = " << pow << std::endl;
    std::cout << two << " * " << three << " = " << multiply << std::endl;
}