有關(guān)C++中類類型轉(zhuǎn)換操作符總結(jié)(必看篇)
實(shí)例如下:
class SmallInt { public: SmallInt(int i = 0): val(i) { if (i < 0 || i > 255) throw std::out_of_range("Bad SmallInt initializer"); } operator int() const { return val; } private: std::size_t val; };
轉(zhuǎn)換函數(shù)采用如下通用形式:
operator type();
type表示內(nèi)置類型名、類類型名或由類型別名定義的名字。對任何可作為函數(shù)返回類型的類型(除了 void 之外)都可以定義轉(zhuǎn)換函數(shù)。一般而言,不允許轉(zhuǎn)換為數(shù)組或函數(shù)類型,轉(zhuǎn)換為指針類型(數(shù)據(jù)和函數(shù)指針)以及引用類型是可以的。轉(zhuǎn)換函數(shù)必須是成員函數(shù),不能指定返回類型,并且形參表必須為空。operator int 返回一個 int 值;如果定義 operator Sales_item,它將返回一個 Sales_item 對象,諸如此類。轉(zhuǎn)換函數(shù)一般不應(yīng)該改變被轉(zhuǎn)換的對象。因此,轉(zhuǎn)換操作符通常應(yīng)定義為 const 成員。
SmallInt si;
double dval;
si >= dval // si converted to int and then convert todouble
優(yōu)點(diǎn):類類型轉(zhuǎn)換可能是實(shí)現(xiàn)和使用類的一個好處。通過為 SmallInt 定義到int 的轉(zhuǎn)換,能夠更容易實(shí)現(xiàn)和使用 SmallInt 類。int 轉(zhuǎn)換使 SmallInt 的用戶能夠?qū)?SmallInt 對象使用所有算術(shù)和關(guān)系操作符,而且,用戶可以安全編寫將 SmallInt 和其他算術(shù)類型混合使用的表達(dá)式。定義一個轉(zhuǎn)換操作符就能代替定義 48個(或更多)重載操作符,類實(shí)現(xiàn)者的工作就簡單多了。
缺點(diǎn):二義性
class SmallInt { public: SmallInt(int= 0); SmallInt(double); //Usually it is unwise to define conversions to multiple arithmetic types operatorint() const { return val; } operatordouble() const { return val; } private: std::size_tval; }; void compute(int); void fp_compute(double); void extended_compute(long double); SmallInt si; compute(si); // SmallInt::operator int() const fp_compute(si); // SmallInt::operator double() const extended_compute(si); // error: ambiguous
對 extended_compute 的調(diào)用有二義性??梢允褂萌我晦D(zhuǎn)換函數(shù),但每個都必須跟上一個標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換來獲得 long double,因此,沒有一個轉(zhuǎn)換比其他的更好,調(diào)用具有二義性。
如果兩個轉(zhuǎn)換操作符都可用在一個調(diào)用中,而且在轉(zhuǎn)換函數(shù)之后存在標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換,則根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的類別選擇最佳匹配。若無最佳匹配,就會出現(xiàn)二義性。
再比如:
可能存在兩個轉(zhuǎn)換操作符,也可能存在兩個構(gòu)造函數(shù)可以用來將一個值轉(zhuǎn)換為目標(biāo)類型。
考慮 manip 函數(shù),它接受一個 SmallInt 類型的實(shí)參:
void manip(const SmallInt &); double d; int i; long l; manip(d); // ok: use SmallInt(double) to convert theargument manip(i); // ok: use SmallInt(int) to convert theargument manip(l); // error: ambiguous
第三個調(diào)用具有二義性。沒有構(gòu)造函數(shù)完全匹配于 long。使用每一個構(gòu)造函
數(shù)之前都需要對實(shí)參進(jìn)行轉(zhuǎn)換:
1. 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換(從 long 到double)后跟 SmallInt(double)。
2. 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換(從 long 到int)后跟 SmallInt(int)。
這些轉(zhuǎn)換序列是不能區(qū)別的,所以該調(diào)用具有二義性。
當(dāng)兩個類定義了相互轉(zhuǎn)換時(shí),很可能存在二義性:
class Integral; class SmallInt { public: SmallInt(Integral);// convert from Integral to SmallInt }; class Integral { public: operatorSmallInt() const; // convert from Integral to SmallInt }; void compute(SmallInt); Integral int_val; compute(int_val); // error: ambiguous
實(shí)參 int_val 可以用兩種不同方式轉(zhuǎn)換為 SmallInt 對象,編譯器可以使
用接受 Integral 對象的構(gòu)造函數(shù),也可以使用將 Integral 對象轉(zhuǎn)換為
SmallInt 對象的 Integral 轉(zhuǎn)換操作。因?yàn)檫@兩個函數(shù)沒有高下之分,所以這
個調(diào)用會出錯。
在這種情況下,不能用顯式類型轉(zhuǎn)換來解決二義性——顯式類型轉(zhuǎn)換本身既可以使用轉(zhuǎn)換操作又可以使用構(gòu)造函數(shù),相反,需要顯式調(diào)用轉(zhuǎn)換操作符或構(gòu)造函數(shù):
compute(int_val.operator SmallInt()); // ok: useconversion operator compute(SmallInt(int_val)); // ok: use SmallInt constructor
改變構(gòu)造函數(shù)以接受 const Integral 引用:
class SmallInt { public: SmallInt(constIntegral&); };
則對compute(int_val) 的調(diào)用不再有二義性!原因在于使用 SmallInt構(gòu)造函數(shù)需要將一個引用綁定到 int_val,而使用 Integral 類的轉(zhuǎn)換操作符可以避免這個額外的步驟。這一小小區(qū)別足以使我們傾向于使用轉(zhuǎn)換操作符。
顯式強(qiáng)制轉(zhuǎn)換消除二義性
class SmallInt { public: // Usually it is unwise to define conversions tomultiple arithmetic types operatorint() const { return val; } operatordouble() const { return val; } // ... private: std::size_tval; }; void compute(int); void compute(double); void compute(long double); SmallInt si; compute(si); // error: ambiguous
可以利用顯式強(qiáng)制轉(zhuǎn)換來消除二義性:
compute(static_cast<int>(si)); // ok: convertand call compute(int)
顯式構(gòu)造函數(shù)調(diào)用消除二義性
class SmallInt { public: SmallInt(int= 0); }; class Integral { public: Integral(int= 0); }; void manip(const Integral&); void manip(const SmallInt&); manip(10); // error: ambiguous
可以用顯示構(gòu)造函數(shù)消除二義性:
manip(SmallInt(10)); // ok: call manip(SmallInt) manip(Integral(10)); // ok: call manip(Integral)
標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換優(yōu)于類類型轉(zhuǎn)換
class LongDouble { public: LongDouble(double ); //… }; void calc( int ); void calc( LongDouble ); double dval; calc( dval ); // which function
最佳可行函數(shù)是voidcalc(int), 調(diào)用此函數(shù)的轉(zhuǎn)換為:將實(shí)參double類型轉(zhuǎn)換為int類型的,為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換;調(diào)用voidcalc( LongDouble)函數(shù)時(shí),將實(shí)參從double轉(zhuǎn)換為LongDouble類型,為類類型轉(zhuǎn)換,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換優(yōu)于類類型轉(zhuǎn)換,所以第一個函數(shù)為最佳可行函數(shù)。
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