类型转换函数

目录

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;
}