Почему оператор индексации [] использует возврат по ссылке?

Рассмотрим детально, как обрабатывается операция array [4] = 5. Поскольку приоритет операции индексации выше приоритета операции присваивания, то сначала выполняется часть array [4].

array [4] приводит к вызову функции перегрузки операции [], которая возвратит array.m_array [4].

Поскольку операция [] использует возврат по ссылке, то она возвращает фактический элемент array.m_array [4].

Наше частично обработанное выражение становится array.m_array[4] = 5, что является прямой операцией присваивания значения элементу массива.

Мы уже хорошо знаем, что любое значение, которое находится слева от операции присваивания, должно быть l-value (переменной с адресом в памяти).

Поскольку результат выполнения операции [] может использоваться в левой части операции присваивания (например, array[4] = 5), то возвращаемое значение операции [] должно быть l-value.

Ссылки же всегда являются l-values, так как их можно использовать только с переменными, которые имеют адреса памяти.

Поэтому, используя возврат по ссылке, компилятор останется доволен, что возвращается l-value, и никаких проблем не будет.

Рассмотрим, что произойдет, если операция [] будет использовать возврат по значению вместо возврата по ссылке. array[4] приведет к вызову функции перегрузки операции [], которая будет возвращать значение элемента array.m_array[4] (не индекс, а значение по указанному индексу).

Например, если значением m_array[4] является 7, то выполнение операции [] приведет к возврату значения 7. array[4] = 5 будет обрабатываться как 7 = 5, что является бессмысленным!

Если вы попытаетесь это сделать, то компилятор выдаст следующую ошибку:

C:VCProjectsTest.cpp(386): error C2106: '=' : left operand must be l-value

Использование оператора индексации с константными объектами класса

В вышеприведенном примере метод operator[]() не является константным, и мы можем использовать этот метод для изменения данных неконстантных объектов.

Однако, что произойдет, если наш объект класса IntArray будет const?

В этом случае мы не сможем вызывать не константный operator[](), так как он изменяет значения объекта (ранее было детально о классах и const).

Хорошей новостью является то, что мы можем определить отдельно неконстантную и константную версии operator[]().

Неконстантная версия будет использоваться с неконстантными объектами, а версия const — с объектами const:

#include <iostream>

class IntArray {

private:

int m_array[10] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; // указываем начальные //значения

public:

Int& operator[] (const int index);

const int& operator[] (const int index) const;

};

int& IntArray::operator[] (const int index) // для неконстантных //объектов: может использоваться как для присваивания значений //элементам, так и для их просмотра

{ return m_array[index];}

const int& IntArray::operator[] (const int index) const // для //константных объектов: используется только для просмотра //(вывода) элементов массива

{ return m_array[index];}