如何实现支持算术运算的C++模板栈，解决C2679+=运算符匹配错误

错误根因 #

• Values类拷贝构造函数参数为非常量左值引用，无法绑定临时对象（右值），传值调用+=等运算符时拷贝构造失败，导致编译器找不到匹配的运算符实现
• 自定义Stack类的+=等算术赋值运算符参数为非常量左值引用，同样无法接收临时对象作为入参
• Values类的+/-等二元算术运算符返回局部栈变量的引用，属于悬空引用，运行时会触发未定义行为
• 重载运算符接收指针参数的设计不符合C++常规语义，容易和原生指针运算冲突，不推荐使用

具体修改方法 #

1. 修正Values类的const正确性 #

将拷贝构造函数、所有接收Values类型参数的成员函数的入参改为常量左值引用，满足右值绑定要求：

// 拷贝构造函数修改
Values(const Values& v) { asgn(v); };
// asgn、sumt、subt、mult、divt等函数的Values参数修改示例
Values& asgn(const Values& value) {
    this->value[0] = value[0];
    this->value[1] = value[1];
    this->value[2] = value[2];
    return *this;
};
Values& sumt(const Values& value) {
    this->value[0] += value[0];
    this->value[1] += value[1];
    this->value[2] += value[2];
    return *this;
};
// 其余函数按同样规则修改即可

2. 修正Stack类的运算符参数 #

将所有算术赋值运算符的入参改为常量左值引用：

T& operator+=(const T& other)    {s.top() += other; return s.top(); }
T& operator-=(const T& other)    {s.top() -= other; return s.top(); }
T& operator*=(const T& other)    {s.top() *= other; return s.top(); }
T& operator/=(const T& other)    {s.top() /= other; return s.top(); }

3. 修复二元运算符悬空引用问题 #

二元算术运算符不要返回引用，直接返回值对象，同时修改对应的add/sub/mul/div函数返回值：

// 运算符修改示例
Values operator+(const Values& value) const { return add(value); };
// add函数修改示例
Values add(const Values& value) const {
    Values v;
    v[0] = this->value[0] + value[0];
    v[1] = this->value[1] + value[1];
    v[2] = this->value[2] + value[2];
    return v;
};
// 其余二元运算符和对应实现函数按同样规则修改

优化建议 #

删除所有接收Values*指针参数的运算符重载，需要操作指针对象时手动解引用*指针后再传入，避免语义混淆。

完成上述修改后，代码即可正常编译，不会再触发C2679错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lostbits