30. Избегайте перегрузки && , || и , (запятой)
30. Избегайте перегрузки &&, || и , (запятой)
Резюме
Мудрость — это знание того, когда надо воздержаться. Встроенные операторы &&, || и , (запятая) трактуются компилятором специальным образом. После перегрузки они становятся обычными функциями с весьма отличной семантикой (при этом вы нарушаете рекомендации 26 и 31), а это прямой путь к трудноопределимым ошибкам и ненадежности. Не перегружайте эти операторы без крайней необходимости и глубокого понимания.
Обсуждение
Главная причина отказа от перегрузки операторов operator&&, operator|| и operator, (запятая) состоит в том, что вы не имеете возможности реализовать полную семантику встроенных операторов в этих трех случаях, а программисты обычно ожидают ее выполнения. В частности, встроенные версии выполняют вычисление слева направо, а для операторов && и || используются сокращенные вычисления.
Встроенные версии && и || сначала вычисляют левую часть выражения, и если она полностью определяет результат (false для &&, true для ||), то вычислять правое выражение незачем — и оно гарантированно не будет вычисляться. Таким образом мы используем эту возможность, позволяя корректности правого выражения зависеть от успешного вычисления левого:
Employee* е = TryToGetEmployee();
if (е && e->Manager())
// ...
Корректность этого кода обусловлена тем, что e->Manager() не будет вычисляться, если e имеет нулевое значение. Это совершенно обычно и корректно — до тех пор, пока не используется перегруженный оператор operator&&, поскольку в таком случае выражение, включающее &&, будет следовать правилам функции:
• вызовы функций всегда вычисляют все аргументы до выполнения кода функции;
• порядок вычисления аргументов функций не определен (см. также рекомендацию 31). Давайте рассмотрим модернизированную версию приведенного ранее фрагмента, которая
использует интеллектуальные указатели:
some_smart_ptr<Employee> е = TryToGetEmployee();
if (е && e->Manager())
// ...
Пусть в этом коде используется перегруженный оператор operator&& (предоставленный автором some_smart_ptr или Employee). Тогда мы получаем код, который для читателя выглядит совершенно корректно, но потенциально может вызвать e->Manager() при нулевом значении e.
Некоторый иной код может не привести к аварийному завершению программы, но стать некорректным по другой причине — из-за зависимости от порядка вычислений двух выражений. Результат может оказаться плачевным. Например:
if (DisplayPrompt() && GetLine()) // ...
Если оператор operator&& переопределен пользователем, то неизвестно, какая из функций — DisplayPrompt или GetLine — будет вызвана первой. Программа в результате может ожидать ввода пользователя до того, как будет выведено соответствующее поясняющее приглашение.
Конечно, такой код может заработать при использовании вашего конкретного компилятора и настроек сборки. Но это — очень ненадежно. Компиляторы могут выбрать любой порядок вычислений (и так они и поступают), который сочтут нужным для данного конкретного вызова, принимая во внимание такие факторы, как размер генерируемого кода, доступные регистры, сложность выражений и другие. Так что один и тот же вызов может проявлять себя по-разному в зависимости от версии компилятора, настроек компиляции и даже инструкций, окружающих данный вызов.
Та же ненадежность наблюдается и в случае оператора-запятой. Так же, как и операторы && и ||, встроенный оператор-запятая гарантирует, что выражения будут вычислены слева направо (в отличие от && и ||, здесь всегда вычисляются оба выражения). Пользовательский оператор-запятая не может гарантировать вычислений слева направо, что обычно приводит к удивительным результатам. Например, если в следующем коде используется пользовательский оператор-запятая, то неизвестно, получит ли функция g аргумент 0 или 1:
int i = 0;
f(i++), g(i); //См. также рекомендацию 31
Примеры
Пример. Инициализация библиотеки при помощи перегруженного оператора operator, для последовательности инициализаций. Некоторая библиотека пытается упростить добавление нескольких значений в контейнер за один раз путем перегрузки оператора-запятой. Например, для добавления в vector<string> letters:
set_cont(letters) += "a", "b";
Все в порядке, пока в один прекрасный день пользователь не напишет:
set_cont(letters) += getstr(), getstr();
// порядок не определен при использовании
// перегруженного оператора ","
Если функция getstr получает, например, ввод пользователя и он введет строки "с" и "d" в указанном порядке, то в действительности строки могут оказаться внесены в любом порядке. Это может оказаться сюрпризом, поскольку при использовании встроенного оператора operator, такой проблемы не возникает:
string s; s = getstr(), getstr(); // порядок строго определен
// при использовании
// встроенного оператора ","
Исключения
Исключение — специализированные библиотеки шаблонов для научных вычислений, которые в соответствии с дизайном переопределяют все операторы.
Ссылки
[Dewhurst03] §14 • [Meyers96] §7, §25 • [Murray93] §2.4.3 • [Stroustrup00] §6.2.2
Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚
Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением
ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОКЧитайте также
§ 105. Трагедия запятой
§ 105. Трагедия запятой 14 июня 2004Американский инженер Шолес с коллегами занимался созданием пишущих машин с конца 1860-х.Практически все источники пересказывают один и тот же миф: в первых моделях литерные рычаги залипали от быстрой печати, поэтому Шолес перемешал все таким
Точки с запятой
Точки с запятой Со времен появления Алгола точки с запятой были частью почти каждого современного языка. Все мы использовали их считая это само собой разумеющимся. Однако я полагаю, что больше ошибок компиляции происходило из-за неправильно размещенной или
16. Избегайте макросов
16. Избегайте макросов РезюмеМакрос — самый неприятный инструмент С и С++, оборотень, скрывающийся под личиной функции, кот, гуляющий сам по себе и не обращающий никакого внимания на границы ваших областей видимости. Берегитесь его!ОбсуждениеТрудно найти язык, достаточно
17. Избегайте магических чисел
17. Избегайте магических чисел РезюмеИзбегайте использования в коде литеральных констант наподобие 42 или 3.1415926. Такие константы не самоочевидны и усложняют сопровождение кода, поскольку вносят в него трудноопределимый вид дублирования. Используйте вместо них
75. Избегайте спецификаций исключений
75. Избегайте спецификаций исключений РезюмеНе пишите спецификаций исключений у ваших функций, если только вас не заставляют это делать внешние обстоятельства (например, код, который вы не можете изменить, уже ввел их; см. исключения к данному разделу).ОбсуждениеЕсли
92. Избегайте reinterpret_cast
92. Избегайте reinterpret_cast РезюмеКак гласит римская пословица, у лжи короткие ноги. Не пытайтесь использовать reinterpret_cast, чтобы заставить компилятор рассматривать биты объекта одного типа как биты объекта другого типа. Такое действие противоречит безопасности
9.2. Три шага разрешения перегрузки
9.2. Три шага разрешения перегрузки Разрешением перегрузки функции называется процесс выбора той функции из множества перегруженных, которую следует вызвать. Этот процесс основывается на указанных при вызове аргументах. Рассмотрим пример:T t1, t2;void f( int, int );void f( float, float );int
15.10.1. Еще раз о разрешении перегрузки функций
15.10.1. Еще раз о разрешении перегрузки функций В главе 9 подробно описывалось, как разрешается вызов перегруженной функции. Если фактические аргументы при вызове имеют тип класса, указателя на тип класса или указателя на члены класса, то на роль возможных кандидатов
15.11. Разрешение перегрузки и функции-члены A
15.11. Разрешение перегрузки и функции-члены A * Функции-члены также могут быть перегружены, и в этом случае тоже применяется процедура разрешения перегрузки для выбора наилучшей из устоявших. Такое разрешение очень похоже на аналогичную процедуру для обычных функций и
15.12. Разрешение перегрузки и операторы A
15.12. Разрешение перегрузки и операторы A В классах могут быть объявлены перегруженные операторы и конвертеры. Предположим, при инициализации встретился оператор сложения:SomeClass sc;int iobj = sc + 3;Как компилятор решает, что следует сделать: вызвать перегруженный оператор для
19.3. Разрешение перегрузки и наследование A
19.3. Разрешение перегрузки и наследование A * Наследование классов оказывает влияние на все аспекты разрешения перегрузки функций (см. раздел 9.2). Напомним, что эта процедура состоит из трех шагов: Отбор функций-кандидатов.* Отбор устоявших функций.* Выбор наилучшей из
Избегайте настроек
Избегайте настроек Примите решение о деталяхВы сталкиваетесь с ограничением: сколько сообщений должно быть на странице? Ваша первая мысль сделать выбор 25, 50 или 100. Это легкий выход. Просто примите решение, как сделать лучше. И выберите одно число.Настройки — уход от пути