有关C++中类类型转换操作符总结(必看篇)
实例如下:
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; };
转换函数采用如下通用形式:
operator type();
type表示内置类型名、类类型名或由类型别名定义的名字。对任何可作为函数返回类型的类型(除了 void 之外)都可以定义转换函数。一般而言,不允许转换为数组或函数类型,转换为指针类型(数据和函数指针)以及引用类型是可以的。转换函数必须是成员函数,不能指定返回类型,并且形参表必须为空。operator int 返回一个 int 值;如果定义 operator Sales_item,它将返回一个 Sales_item 对象,诸如此类。转换函数一般不应该改变被转换的对象。因此,转换操作符通常应定义为 const 成员。
SmallInt si;
double dval;
si >= dval // si converted to int and then convert todouble
优点:类类型转换可能是实现和使用类的一个好处。通过为 SmallInt 定义到int 的转换,能够更容易实现和使用 SmallInt 类。int 转换使 SmallInt 的用户能够对 SmallInt 对象使用所有算术和关系操作符,而且,用户可以安全编写将 SmallInt 和其他算术类型混合使用的表达式。定义一个转换操作符就能代替定义 48个(或更多)重载操作符,类实现者的工作就简单多了。
缺点:二义性
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
对 extended_compute 的调用有二义性。可以使用任一转换函数,但每个都必须跟上一个标准转换来获得 long double,因此,没有一个转换比其他的更好,调用具有二义性。
如果两个转换操作符都可用在一个调用中,而且在转换函数之后存在标准转换,则根据该标准转换的类别选择最佳匹配。若无最佳匹配,就会出现二义性。
再比如:
可能存在两个转换操作符,也可能存在两个构造函数可以用来将一个值转换为目标类型。
考虑 manip 函数,它接受一个 SmallInt 类型的实参:
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
第三个调用具有二义性。没有构造函数完全匹配于 long。使用每一个构造函
数之前都需要对实参进行转换:
1. 标准转换(从 long 到double)后跟 SmallInt(double)。
2. 标准转换(从 long 到int)后跟 SmallInt(int)。
这些转换序列是不能区别的,所以该调用具有二义性。
当两个类定义了相互转换时,很可能存在二义性:
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
实参 int_val 可以用两种不同方式转换为 SmallInt 对象,编译器可以使
用接受 Integral 对象的构造函数,也可以使用将 Integral 对象转换为
SmallInt 对象的 Integral 转换操作。因为这两个函数没有高下之分,所以这
个调用会出错。
在这种情况下,不能用显式类型转换来解决二义性——显式类型转换本身既可以使用转换操作又可以使用构造函数,相反,需要显式调用转换操作符或构造函数:
compute(int_val.operator SmallInt()); // ok: useconversion operator compute(SmallInt(int_val)); // ok: use SmallInt constructor
改变构造函数以接受 const Integral 引用:
class SmallInt { public: SmallInt(constIntegral&); };
则对compute(int_val) 的调用不再有二义性!原因在于使用 SmallInt构造函数需要将一个引用绑定到 int_val,而使用 Integral 类的转换操作符可以避免这个额外的步骤。这一小小区别足以使我们倾向于使用转换操作符。
显式强制转换消除二义性
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
可以利用显式强制转换来消除二义性:
compute(static_cast<int>(si)); // ok: convertand call compute(int)
显式构造函数调用消除二义性
class SmallInt { public: SmallInt(int= 0); }; class Integral { public: Integral(int= 0); }; void manip(const Integral&); void manip(const SmallInt&); manip(10); // error: ambiguous
可以用显示构造函数消除二义性:
manip(SmallInt(10)); // ok: call manip(SmallInt) manip(Integral(10)); // ok: call manip(Integral)
标准转换优于类类型转换
class LongDouble { public: LongDouble(double ); //… }; void calc( int ); void calc( LongDouble ); double dval; calc( dval ); // which function
最佳可行函数是voidcalc(int), 调用此函数的转换为:将实参double类型转换为int类型的,为标准转换;调用voidcalc( LongDouble)函数时,将实参从double转换为LongDouble类型,为类类型转换,因为标准转换优于类类型转换,所以第一个函数为最佳可行函数。
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