近日写了一道题，遇到了新bug，使博主对C++的逻辑严密性有了更深的体会，特写此博客。本文标题是对两个bug的总结，即本文内容分为两部分。
题目如下：
设计一个CShape抽象类，类中包含纯虚函数
从CShape类派生出三角形类CTriangle、矩形类CRectangle和椭圆类CEllipse
使用一个公共接口计算三角形对象、矩形对象和椭圆对象的面积
重载运算符>用于判断两个形状面积的大小，返回true或false
阅读完题目，显然CShape类中至少要包含计算面积的纯虚函数，再在派生出的形状类中重写计算面积的函数即可。题目最后一个要求是重载比较运算符>来实现判断两个形状面积的大小，由于形状具有随机性，且C++中允许类型兼容（即子类对象可以当做父类使用，子类可以赋给父类引用或父类指针），所以重载该运算符应该在基类CShape中进行，这样就可以实现对任意两个派生类对象进行比较。最后，每个派生类中都要添加足够描述形状特征的数据成员，只要有几何基础知识就知道该怎么做，这里就不赘述。根据以上分析，我初步写的代码如下：
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
#define Pi 3.14159
class CShape//抽象基类
{
public:
virtual double area()=0;
friend bool operator>(const CShape &a,const CShape &b)
{
return a.area()>b.area();
}
};
class CTriangle:public CShape//三角形类
{
private:
//三条边长，半周长
double a,b,c,p;
public:
CTriangle(double m,double n,double l)
{
a=m;
b=n;
c=l;
p=(a+b+c)/2;
}
double area()
{
return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));
}
};
class CRectangle:public CShape//矩形类
{
private:
//长，宽
double a,b;
public:
CRectangle(double m,double n)
{
a=m;
b=n;
}
double area()
{
return a*b;
}
};
class CEllipse:public CShape//椭圆形类
{
private:
//半长轴，半短轴
double a,b;
public:
CEllipse(double m,double n)
{
a=m;
b=n;
}
double area()
{
return Pi*a*b;
}
};
int main()
{
//构造测试用例
CTriangle a(3,4,5);
CRectangle b(3,3);
//结果应为false
cout<< boolalpha << (a>b) <<endl;
return 0;
}看起来没有毛病，但是编译器居然报错了，报错信息为：对象含有与成员函数CShape::area不兼容的类型限定符，对象类型是const CShape。
乍一看不明白这句话的意思，但是很显然问题出在area函数和重载运算符的参数类型上。强调对象类型是const CShape是有什么用意呢？我们知道，只要加上const关键字，就不能进行修改值（内存内容）的相关操作。那么传入重载运算符的两个常对象，都不能在重载运算符函数体内进行修改自身属性的操作。但是我写的area并没有修改对象属性啊，怎么会这样呢？后来我才知道，原来C++为了提高代码安全性，以及更好地预防误操作修改不允许修改的量，规定了这么一条规则：常对象只能调用常成员函数。常成员函数和一般的成员函数有什么区别呢？常成员函数的写法是"返回值类型 函数名(函数参数)const"，与一般的成员函数相比末尾多了const，这个const的意思就是在函数体内不允许有修改对象属性的操作，也是一种保证，保证这个成员函数不会修改对象属性。于是bug如何解决就豁然开朗了，在所有定义area函数的代码行末尾加const就行了。修改后代码如下：
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
#define Pi 3.14159
class CShape
{
private:
public:
virtual double area()const=0;//修改1
friend bool operator>(const CShape &a,const CShape &b)
{
return a.area()>b.area();
}
};
class CTriangle:public CShape
{
private:
double a,b,c,p;
public:
CTriangle(double m,double n,double l)
{
a=m;
b=n;
c=l;
p=(a+b+c)/2;
}
double area()const//修改2
{
return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));
}
};
class CRectangle:public CShape
{
private:
double a,b;
public:
CRectangle(double m,double n)
{
a=m;
b=n;
}
double area()const//修改3
{
return a*b;
}
};
class CEllipse:public CShape
{
private:
double a,b;
public:
CEllipse(double m,double n)
{
a=m;
b=n;
}
double area()const//修改4
{
return Pi*a*b;
}
};
int main()
{
CTriangle a(3,4,5);
CRectangle b(3,3);
cout<< boolalpha << (a>b) <<endl;
return 0;
}代码正常运行，bug1解决。然后我又想，能不能把比较运算符重载为成员函数而不是友元函数。于是我对代码再次做改动。此处只附上做了改动的代码：
class CShape
{
private:
public:
virtual double area()const=0;
bool operator>(const CShape &a,const CShape &b)
{
return a.area()>b.area();
}
};编译器又报了错，报错信息为：此运算符函数的参数太多。
乍一看我又愣住了，参数何以太多？比较运算符要比较两个对象，必然需要两个参数啊。然后我意识到一件事：我已经把这个运算符重载为成员函数。何谓成员函数？就是只有属于成员函数所在的类的对象才能调用的函数。——就是说，我必须要用本类对象才能调用成员函数。举个例子，当我们重载运算符>为成员函数，执行a>b这个语句时，实际情况是对象a在调用这个函数。所以，运算符>前面的对象是不用传参的，学术一点、专业一点的说法就是第一个参数通过this指针隐式传递！那么这个bug如何解决就显而易见，删去参数列表第一个参数，并把函数体内第一个参数出现的地方改为this指针就行了。修改后代码如下：
class CShape
{
private:
public:
virtual double area()const=0;
bool operator>(const CShape &b)
{
//两种写法都可以
//return (*this).area()>b.area();
return this->area()>b.area();
}
};代码正常运行，bug2解决。
最后，再总结一下重载运算符为友元函数和成员函数的区别：前者的本质是一个全局函数，后者的本质是只允许本类对象调用的成员函数；前者没有this指针，所以必须要传递所有参数，后者是成员函数，有this指针，不用也不应该传递第一个参数，同时要保证调用时第一个参数是本类对象；如果重载双目运算符，当运算符第一个参数不是本类对象时，只能重载为友元函数，如果希望实现双目运算符第一个参数既可以是本类对象，也可以不是本类对象，需要重载该运算符两次，一次重载为成员函数，一次重载为友元函数。比如：
//A泛指某个类，x泛指A类中某个数据成员
A operator+(float b)//实现支持a+1.2之类操作，且仅支持此类操作
{
A a;
a.x=(*this).x+b;
return a;
}
//实现支持1.2+a之类操作，且仅支持此类操作
friend A operator+(float b,A a)
{
A c;
c.x=b+a.x;
return c;
}