为何重载++和<<运算符后，cout << ++Object;会触发编译错误？

前置代码与问题现象 #

类与运算符重载代码 #

#include <iostream>
using namespace std;

class Test{
public:
    int num=0;
    Test operator++(){
      num++;
      return *this;
    }
};

ostream &operator<<(ostream &mystream, Test &x){
    mystream << x.num;
    return mystream;
}

正常运行的main函数 #

int main(){
    Test a;
    ++a;
    cout << a << endl;
    return 0;
}

触发错误的代码 #

当把递增和输出合并为一行时：

int main(){
    Test a;
    cout << ++a << endl;
    return 0;
}

编译器抛出错误：

error: invalid operands to binary expression ('std::ostream' (aka 'basic_ostream') and 'Test')
cout << ++a << endl;
~~~~ ^ ~~~

错误原因 #

• 你实现的前置operator++()返回的是Test类型的临时对象（返回值为Test，而非引用），执行++a后会生成一个拷贝出来的临时实例。
• 但重载的operator<<第二个参数是非const的左值引用（Test &x），C++语法明确禁止将临时对象绑定到非const左值引用上，导致编译器找不到匹配的输出运算符重载，从而报错。

解决方法 #

有两种可靠的修复方式，推荐同时使用：

方式一：修正前置++的返回类型为左值引用 #

前置递增的标准语义是返回自身的引用，这样不会产生临时对象，直接返回原对象的左值，既符合逻辑又避免临时对象问题：

Test& operator++(){
  num++;
  return *this;
}

方式二：将operator<<的参数改为const引用 #

流输出操作本身不应该修改对象，把参数改为const Test &x后，临时对象可以合法绑定到const左值引用上，同时保证了const正确性，这也是输出运算符的常规写法：

ostream &operator<<(ostream &mystream, const Test &x){
    mystream << x.num;
    return mystream;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Giorgos