文章总结： 本文介绍C++中不使用宏实现幂运算符的方法。利用解引用运算符优先级高于乘法，通过重载operator和全局operator，将ab解析为a*(b)。针对初版破坏乘法逻辑的问题，引入PowProxy代理类区分运算重载，实现了语法糖与功能兼容的改进方案。
综合评分： 95
文章分类： 安全开发
【赤石C++】不使用宏，实现一个幂运算符
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crackme安全实验室
2026年2月1日 13:13
河南
这个幂运算符和我以前发的“逆序成员访问运算符”有异曲同工之妙
在C++中，解引用运算符优先级高于乘法运算符，所以语句 a ** b 本质上是 a * (*b)
- • 先对
b执行解引用 - •
b解引用的结果和a相乘
好了，看过上一篇文章的肯定有思路了
幂运算符
首先，创建一个类 MyInt 用于包装 int 类型（解引用运算符不能作用于基本类型，所以必须用类包装一下基本类型）
struct MyInt {
int value;
};
然后，重载 MyInt 的解引用运算符，使其返回一个和自身相等的新类
struct MyInt {
int value;
MyInt operator*() const noexcept {
return MyInt{ value };
}
};
最后，全局重载乘法运算符
MyInt operator*(const MyInt& base, const MyInt& exp) noexcept {
return MyInt{ static_cast<int>(std::pow(base.value, exp.value)) };
}
完整代码：
#include <cmath>
#include <iostream>
struct MyInt {
int value;
MyInt operator*() const noexcept {
return MyInt{ value };
}
};
MyInt operator*(const MyInt& base, const MyInt& exp) noexcept {
return MyInt{ static_cast<int>(std::pow(base.value, exp.value)) };
}
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyInt& my) {
os << my.value;
return os;
}
int main() {
MyInt two{ 2 }, three{ 3 };
MyInt result = two ** three;
std::cout << two << " ** " << three << " = " << result << std::endl;
}
更好的实现
你可能发现了，将乘法运算符重载为计算幂后会影响正常的乘法
MyInt pow = two ** three;
// 会影响正常的乘法运算
MyInt multiply = two * three;
因此，创建一个额外的类PowProxy显然是更好的实现
- •
MyInt解引用后返回PowProxy - • 添加两个全局乘法重载，一个正常计算乘法，另一个接收
PowProxy计算幂
#include <cmath>
#include <iostream>
struct PowProxy {
int exp;
};
struct MyInt {
int value;
PowProxy operator*() const noexcept {
return PowProxy{ value };
}
};
MyInt operator*(const MyInt& base, const PowProxy& pow) noexcept {
return MyInt{ static_cast<int>(std::pow(base.value, pow.exp)) };
}
MyInt operator*(const MyInt& a, const MyInt& b) noexcept {
return MyInt{ a.value * b.value };
}
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyInt& my) {
os << my.value;
return os;
}
int main() {
MyInt two{ 2 }, three{ 3 };
MyInt pow = two ** three;
MyInt multiply = two * three;
std::cout << two << " ** " << three << " = " << pow << std::endl;
std::cout << two << " * " << three << " = " << multiply << std::endl;
}
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