c++隱式類型轉換存在的陷阱

• 2022 年 2 月 28 日
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目標程式碼

旨在弄懂下面的程式碼，明確變數a1,a2,a3在創建時編譯器究竟幹了那些事：

#include<iostream>
using namespace std;

class A{
public:
    int x;
    A() {cout<<"A()"<<endl;}
    A(int i) : x(i){cout<<"A(int i)"<<endl;}
    A(const A &ra) : x(ra.x) 
    	{cout<<"A(const A&)"<<endl;}
    void operator=(const A&){cout<<"operator="<<endl;}
};
int main(){
    cout<<"the assignment of a1 : "<<endl;
    A a1;
    a1 = 2;
    cout<<"the copy initialization of a2 : "<<endl;
    A a2 = 2;
    cout<<"the direct initialization of a3 :"<<endl;
    A a3(a1);
    return 0;
}

運行結果：

構造函數定義的隱式類型轉換

任何只接受一個參數的構造函數，都隱式地定義了由該參數向該類型的隱式類型轉換

如A(int i)定義了一個由int向A的隱式類型轉換

所以，在任何使用A對象的地方，可以用一個int代替，此時，int會轉換為一個A類型臨時變數

如對a1變數的賦值操作：

A a1;   //聲明a1，a1被默認初始化
a1 = 2; //2轉換為A類型的臨時變數，對a1進行賦值操作

對於隱式類型轉換，需要注意兩點：

1. 隱式類型轉換隻允許一步轉換

   class B{
   public:
       string B_s;
       B() = default;
       B(string s) : B_s(s){};
   };
   int main(){
       B b1,b2;
       //錯誤：char*->string->B，進行了兩步轉換
       b1 = "hello"; 
       b2 = string("hello");
       return 0;
   }
   

2. 接受隱式類型轉換得到的對象的函數，參數傳遞方式必須是const引用傳遞

因為c++中，一般不修改臨時對象，所以臨時對象只能傳遞給const引用。

分析a1

A a1:

a1進行默認初始化，調用默認構造函數A()

a1 = 2

1. 字面量2隱式轉換為A類型的臨時對象
2. 該臨時對象通過拷貝運算符operator=拷貝給a1
3. 因為是臨時對象，所以operator=必須接受const引用，否則造成編譯錯誤

分析a2

A a2 = 2

1. 字面量2隱式轉換為A類型的臨時對象
2. 用臨時對象來拷貝初始化a2，調用拷貝構造函數A(const A&)，相當於A a2(A(2))
3. 因為是臨時對象，所以拷貝構造函數A(const A&)必須接受const引用，否則造成編譯錯誤

特別注意

編譯器會將A a2(A(2))優化為A a2(2)

所以程式輸出「A(int i)」，而不是「A(const A&)」

但是底層仍然調用了A(const A&)，所以如果把A(const A&)改為A(A&),會造成編譯錯誤 error: cannot bind non-const lvalue reference of type 'A&' to an rvalue of type 'A'

這提示我們，在編寫c++程式時，如果不改變對象的值，那麼習慣性地採用const引用會避免許多難解的編譯錯誤

分析a3

用a1直接初始化a3,調用A(const A&)