類型轉換函數
- 2019 年 10 月 3 日
- 筆記
1. 轉換構造函數
類的構造函數可以定義不同類型的參數，當參數滿足下列條件時，就可稱其為轉換構造函數。
- 函數僅有一個參數
- 參數是基本類型或者其他類類型
其中，有一種特殊情形，也可構成轉換構造函數。
- 函數有多個參數，但除了第一個參數外，其餘都是默認參數
- 第一個參數是基本類型或者其他類類型
- 函數調用時只使用一個參數
C++編譯器在進行編譯工作時，會儘力嘗試讓源碼通過編譯，因此如果碰到了這樣的代碼Test t = 100，編譯器不會立即報錯，而是進行以下嘗試：
- 查找類中是否有定義轉換構造函數
- 如果定義了Test(int i)，則先調用Test(100)將int類型隱式轉換為Test類型，再賦值給t，編譯通過
- 如果沒有定義，編譯才報錯
#include <iostream> using namespace std; class Test { int mValue; public: Test() { mValue = 0; } //轉換構造函數 Test(int i) { mValue = i; } //當僅以第一個參數調用時，該函數等價於Test(int i)，也是轉換構造函數 /*Test(int i, int j = 0, int k = 0) { mValue = i; }*/ Test operator + (const Test &p) { Test ret(mValue + p.mValue); return ret; } int value() { return mValue; } }; int main() { Test t = 5; // Test t = Test(5); Test r = t + 10; // Test r = t + Test(10); cout << "t.value = " << t.value() << endl; cout << "r.value = " << r.value() << endl; return 0; }
可以看到，當定義了轉換構造函數時，編譯器儘力嘗試的結果是隱式類型轉換，而隱式類型轉換
- 有可能會讓程序以意想不到的方式工作
- 是工程中BUG的重要來源，應該儘力避免
2. explicit關鍵字
- 在工程中可以使用explicit關鍵字修飾轉換構造函數，從而杜絕編譯器的轉換嘗試
- 轉換構造函數被explicit修飾時只能使用顯式的強制類型轉換
- 作為編程的一般性原則，建議給所有的構造函數都加上explicit關鍵字
#include <iostream> using namespace std; class Test { int mValue; public: explicit Test() { mValue = 0; } explicit Test(int i) { mValue = i; } //當僅以第一個參數調用時, 該函數等價於Test(int i), 也是轉換構造函數, explicit有效且有必要 /*explicit Test(int i, int j = 0, int k = 0) { mValue = i; }*/ Test operator + (const Test &p) { Test ret(mValue + p.mValue); return ret; } int value() { return mValue; } }; int main() { //Test t = 5; // Error //Test r = t + 10; // Error Test t = static_cast<Test>(5); Test r = t + static_cast<Test>(10); cout << "t.value = " << t.value() << endl; cout << "r.value = " << r.value() << endl; return 0; }
當使用了explicit關鍵字後，如果main()使用40-41行替換43-44行，編譯會直接報錯
3. 類型轉換函數
轉換構造函數可以將其他類型轉換為類類型，而類型轉換函數則可以將類類型轉換到其他類型，包括普通類型和其他類類型。
- 類型轉換函數是轉換構造函數的逆過程，它們具有同等的地位
- 編譯器也能夠使用類型轉換函數進行隱式轉換，從而儘力讓源碼通過編譯
- 當目標類型是其他類類型時，類型轉換函數可能與轉換構造函數衝突
定義類型轉換函數需要用到operator關鍵字，其語法規則為
operator TargetType () { TargetType ret; //...... return ret; }當編譯器遇到Test t(1); int i = t;這樣的代碼時，不會立即報錯，而是進行以下嘗試
- 查看Test類中是否有定義類型轉換函數
operator int () - 如果有定義，則進行隱式轉換，先調用類型轉換函數將t轉換為int，再賦值給i，編譯通過
- 如果沒有定義，編譯才報錯
#include <iostream> using namespace std; class Test; class Value { int mValue; public: Value(int i = 0) { mValue = i; } //如果不加explicit，會與Test中的operator Value ()衝突，產生二義性 explicit Value(Test &t) { } int value() { return mValue; } }; class Test { private: int mValue; public: Test(int i = 0) { mValue = i; } int value() { return mValue; } operator int () { return mValue; } operator Value () { Value ret(mValue); return ret; } }; int main() { Test t(100); int i = t; Value v = t; cout << "i = " << i << endl; cout << "v.value = " << v.value() << endl; return 0; }
和轉換構造函數不同，類型轉換函數沒有類似explicit這種杜絕機制，也就是說，只要定義了類型轉換函數，我們就無法抑制編譯器的隱式調用。
因此，在工程中，通常不會使用類型轉換函數，而是以toType()的public成員函數來代替類型轉換函數。
#include <iostream> using namespace std; class Test; class Value { int mValue; public: Value(int i = 0) { mValue = i; } //如果不加explicit，會與Test中的operator Value ()衝突，產生二義性 explicit Value(Test &t) { } int value() { return mValue; } }; class Test { private: int mValue; public: Test(int i = 0) { mValue = i; } int value() { return mValue; } /* * 工程中不用且不推薦的方式 */ /*operator int () { return mValue; } operator Value () { Value ret(mValue); return ret; }*/ /* * 工程中常用且推薦的方式：提供toType()的public成員函數 */ int toInt() { return mValue; } Value toValue() { Value ret(mValue); return ret; } }; int main() { Test t(100); int i = t.toInt(); Value v = t.toValue(); cout << "i = " << i << endl; cout << "v.value = " << v.value() << endl; return 0; }
