C++类型转换运算符中如何修改调用对象的字段状态？

问题背景 #

给类编写类型转换运算符时，想要修改发起转换操作的对象的字段状态，但实际运行后字段并未发生预期变化。

核心疑问 #

如何在类型转换运算符中修改发起转换的对象的字段状态？

示例代码 #

#include <iostream>

class myClass {
public:
    int field;
    int res;
    myClass() { field = 0; res = -1; }
    operator bool() {
        field = 0;
        return static_cast<bool>(res);
    }
    myClass operator>(int val) {
        if (field > val) {
            res = 1;
        }
        else {
            res = 0;
        }
        return *this;
    }
};

int main() {
    myClass example;
    example.field = 10;
    bool conRes = static_cast<bool>(example > 5);
    return 0;
}

问题现象 #

执行上述代码后，example对象的field字段并未被修改为0。通过打印对象地址验证发现，类型转换运算符中操作的是对象副本，而非原对象：

test add before cast: 0000000A7BAFF6C8
test add bool() cast: 0000000A7BAFF7C4
test add after cast: 0000000A7BAFF6C8

问题原因与解决办法 #

原因分析 #

问题出在两个关键环节：

• operator>运算符返回的是对象副本，而非原对象的引用。example > 5会生成一个临时对象，后续的类型转换操作仅作用于这个临时副本，修改的是副本的字段，原对象example完全不受影响。
• 虽然operator bool()本身具备修改字段的能力，但它操作的是临时副本，自然无法改变原对象的状态。

解决办法 #

只需要修改operator>的返回值类型为引用类型即可：

myClass& operator>(int val) {
    if (field > val) {
        res = 1;
    }
    else {
        res = 0;
    }
    return *this;
}

修改后，example > 5返回的是原对象example的引用，后续的static_cast<bool>会直接操作原对象，operator bool()里对field的修改就能成功作用到原对象上。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander