类型转换函数
- 2019 年 10 月 3 日
- 笔记
1. 转换构造函数
类的构造函数可以定义不同类型的参数，当参数满足下列条件时，就可称其为转换构造函数。
- 函数仅有一个参数
- 参数是基本类型或者其他类类型
其中，有一种特殊情形，也可构成转换构造函数。
- 函数有多个参数，但除了第一个参数外，其余都是默认参数
- 第一个参数是基本类型或者其他类类型
- 函数调用时只使用一个参数
C++编译器在进行编译工作时，会尽力尝试让源码通过编译，因此如果碰到了这样的代码Test t = 100，编译器不会立即报错，而是进行以下尝试：
- 查找类中是否有定义转换构造函数
- 如果定义了Test(int i)，则先调用Test(100)将int类型隐式转换为Test类型，再赋值给t，编译通过
- 如果没有定义，编译才报错
#include <iostream> using namespace std; class Test { int mValue; public: Test() { mValue = 0; } //转换构造函数 Test(int i) { mValue = i; } //当仅以第一个参数调用时，该函数等价于Test(int i)，也是转换构造函数 /*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，当定义了转换构造函数时，编译器尽力尝试的结果是隐式类型转换，而隐式类型转换
- 有可能会让程序以意想不到的方式工作
- 是工程中BUG的重要来源，应该尽力避免
2. explicit关键字
- 在工程中可以使用explicit关键字修饰转换构造函数，从而杜绝编译器的转换尝试
- 转换构造函数被explicit修饰时只能使用显式的强制类型转换
- 作为编程的一般性原则，建议给所有的构造函数都加上explicit关键字
#include <iostream> using namespace std; class Test { int mValue; public: explicit Test() { mValue = 0; } explicit Test(int i) { mValue = i; } //当仅以第一个参数调用时, 该函数等价于Test(int i), 也是转换构造函数, 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; }
当使用了explicit关键字后，如果main()使用40-41行替换43-44行，编译会直接报错
3. 类型转换函数
转换构造函数可以将其他类型转换为类类型，而类型转换函数则可以将类类型转换到其他类型，包括普通类型和其他类类型。
- 类型转换函数是转换构造函数的逆过程，它们具有同等的地位
- 编译器也能够使用类型转换函数进行隐式转换，从而尽力让源码通过编译
- 当目标类型是其他类类型时，类型转换函数可能与转换构造函数冲突
定义类型转换函数需要用到operator关键字，其语法规则为
operator TargetType () { TargetType ret; //...... return ret; }当编译器遇到Test t(1); int i = t;这样的代码时，不会立即报错，而是进行以下尝试
- 查看Test类中是否有定义类型转换函数
operator int () - 如果有定义，则进行隐式转换，先调用类型转换函数将t转换为int，再赋值给i，编译通过
- 如果没有定义，编译才报错
#include <iostream> using namespace std; class Test; class Value { int mValue; public: Value(int i = 0) { mValue = i; } //如果不加explicit，会与Test中的operator Value ()冲突，产生二义性 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; }
和转换构造函数不同，类型转换函数没有类似explicit这种杜绝机制，也就是说，只要定义了类型转换函数，我们就无法抑制编译器的隐式调用。
因此，在工程中，通常不会使用类型转换函数，而是以toType()的public成员函数来代替类型转换函数。
#include <iostream> using namespace std; class Test; class Value { int mValue; public: Value(int i = 0) { mValue = i; } //如果不加explicit，会与Test中的operator Value ()冲突，产生二义性 explicit Value(Test &t) { } int value() { return mValue; } }; class Test { private: int mValue; public: Test(int i = 0) { mValue = i; } int value() { return mValue; } /* * 工程中不用且不推荐的方式 */ /*operator int () { return mValue; } operator Value () { Value ret(mValue); return ret; }*/ /* * 工程中常用且推荐的方式：提供toType()的public成员函数 */ 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; }
