引言

在C++编程语言中，运算符重载是一项强大的特性，它允许程序员为自定义类型重新定义或重载已有的运算符，从而使得这些类型能够像内置类型一样使用运算符。这不仅提高了代码的可读性和易用性，还使得复杂的操作可以通过简洁的语法来表达。而在运算符重载的过程中，返回值的类型选择是一个重要的设计决策，其中引用返回尤为关键。

引用返回在C++运算符重载中扮演着至关重要的角色。通过返回引用，我们可以实现链式操作、修改原始对象状态以及避免不必要的对象复制等。这些特性使得引用返回在构建高效、灵活的C++代码时成为不可或缺的工具。

然而，引用返回也带来了一些潜在的问题和挑战。例如，如果不正确地使用引用返回，可能会导致程序出现难以察觉的错误或不可预测的行为。因此，在使用引用返回时，我们需要仔细考虑其适用的场景和潜在的风险，并遵循一些最佳实践来确保代码的正确性和可靠性。

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原因

以下是一个具体的例子，展示了为什么重载有些运算符时要返回自身的引用：

class MyClass {
public:
    int value;
    MyClass(int v = 0) :value(v) {
         std::cout << " MyClass(int v) " << std::endl;
    }
    MyClass(const MyClass& v) :value(v.value) {
        std::cout << " MyClass(const MyClass& v) " << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << " ~MyClass() " << std::endl;
    }
    // 重载赋值运算符，返回自身的引用  
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
        if (this != &other) { // 防止自赋值  
            value = other.value;
        }
        return *this; // 返回自身的引用  
    }
    MyClass& operator+=(const MyClass& other) {
        value += other.value;
        return *this; // 返回自身的引用  
    }
};

int main() {
    MyClass a(10);
    MyClass b(20);
    MyClass c(30);

    // 使用链式赋值   
    a += b += c;
    std::cout << a.value << std::endl; 	//60
    std::cout << b.value << std::endl;	//50
    std::cout << c.value << std::endl	//30
	a = b =c; // 输出a的值，应为30，因为a = b = c;相当于a = (b = c);  
    std::cout << a.value << std::endl;	//30
    std::cout << b.value << std::endl;	//30
    std::cout << c.value << std::endl;	//30
    return 0;
}

1.为了支持链式调用

在这个例子中，MyClass 类重载了赋值运算符，使其返回自身的引用。在 main 函数中，a = b = c; 语句使用了链式赋值。首先，c 的值赋给 b，然后 b 的值（现在已经被赋值为 c 的值）再赋给 a。由于赋值运算符返回了 MyClass类型，这使得链式赋值成为可能。

但是如若我们返回值改为void：

void MyClass::operator+=(const MyClass& other) {
    value += other.value;
}

// 使用链式赋值   
a = b;
b = c;
a += b += c;
//error C2679: 二元“+=”: 没有找到接受“void”类型的右操作数的运算符(或没有可接受的转换)

返回引用使得链式调用成为可能。例如，在a += b += c;这样的语句中，b += c首先执行，并返回b对象的引用。然后，这个返回的引用被用于a +=操作。如果operator+=不返回本类型变量，而是返回void，那么a +=将不会正确地工作。

2.避免不必要的对象创建和复制

如果operator+=和operator=返回一个对象而不是引用，我们修改代码：

MyClass MyClass::operator+=(const MyClass& other) {
    value += other.value;
    return *this; // 返回自身的引用  
}

int main(){
    MyClass a(10);
    MyClass b(20);
    MyClass c(30);
    a += b += c;
}

运行结果：

那么每次调用该运算符时都会创建一个新的临时对象来存储结果。这不仅增加了内存分配和释放的开销，还可能导致不必要的对象复制，降低了代码的效率。通过返回引用，我们可以直接修改并返回原始对象，避免了这些额外的开销。

3.保持语义一致性

在C++中，内置的运算符（如+=）通常返回其左侧操作数的引用。对于自定义类型，重载这些运算符以返回引用可以保持与内置类型相似的行为，这有助于保持代码的语义一致性和可读性。

是的，在C++中，对于自定义类型，重载运算符时返回引用是一个常见的做法，特别是针对类似+=、-=等复合赋值运算符。通过返回左侧操作数的引用，可以实现链式调用和保持与内置类型相似的行为，增强代码的可读性和一致性。

例如，如果我们有一个自定义的Vector类，并希望支持向量的加法操作，可以这样重载+=运算符：

class Vector {
private:
    int x, y;

public:
    Vector(int x, int y) : x(x), y(y) {}// 重载 += 运算符
    Vector& operator+=(const Vector& other) {
        x += other.x;
        y += other.y;
        return *this; // 返回左侧操作数的引用
    }
};

通过返回*this（即左侧操作数）的引用，我们可以像内置类型一样使用+=运算符，并支持链式调用：

Vector v1(1, 2);
Vector v2(3, 4);
v1 += v2 += Vector(5, 6);

这样做不仅使代码更易读和直观，还能保持与内置类型的行为一致性，提高代码的可维护性和可读性。