C++隐式类型转换

2022-11-11 14:37:06

隐式类型转换针对不同的类型有不同的转换方式，总体可以分为两种类型，算术类型和类类型。

1. 算术类型转换

算术类型转换的设计原则就是尽可能避免损失精度。

具体地，有以下几条参考规则：

整型提升：将小整数类型转换成较大的整数类型。例如，如果一个运算对象的类型是long double，那么另外一个运算对象，无论它的类型是什么，都会被转换成long double。
有符号类型转换为无符号类型。类型转换一般不会改变对象内存的值，当一个有符号类型的对象转换为无符号类型时，其表示出来的值可能发生变化，例如，int a = -1 (0xff); unsigned int b = a; 则b的值为255。
在条件判断中，非布尔类型自动转换为布尔类型。如果指针或算术类型的值为0，转换为false，否则转换为true。

下面看个例子：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a[]={1,2,2,3,4};
    int n=sizeof(a);
    if(-1>(n/sizeof(int)))
        cout<<"-1 is bigger than 5";
    else
        cout<<"-1 is less than 5";
    return 0;
}

编译输出：
分析：
原因在于sizeof()的返回类型是unsigned int，而-1是int，所以-1被隐式的转换成了unsigned int类型，而变成了oxffffffff，当然就比5大了。

2. 类类型转换与explicit

《C++ Primer》中提到：
“可以用单个形参来调用的构造函数定义了从形参类型到该类类型的一个隐式转换。”
这里应该注意的是， “可以用单个形参进行调用” 并不是指构造函数只能有一个形参，而是它可以有多个形参，但那些形参都是有默认实参的。

那么，什么是“隐式转换”呢？上面这句话也说了，是从构造函数形参类型到该类类型的一个编译器的自动转换。看一段代码实例：

class CxString  
{  
public:  
    char *_pstr;  
    int _size;  
    // 没有使用explicit关键字的类声明, 即默认为隐式声明  
    CxString(int size)  
    {  
        _size = size;                // string的预设大小  
        _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存  
        memset(_pstr, 0, size + 1);  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        int size = strlen(p);  
        _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存  
        strcpy(_pstr, p);            // 复制字符串  
        _size = strlen(_pstr);  
    }  
    // 析构函数这里不讨论, 省略...  
};  
  
    // 下面是调用:  
  
    CxString string1(24);     // 这样是OK的, 为CxString预分配24字节的大小的内存  
    CxString string2 = 10;    // 这样是OK的, 为CxString预分配10字节的大小的内存  
    CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数, 错误为: “CxString”: 没有合适的默认构造函数可用  
    CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的  
    CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)  
    CxString string6 = 'c';   // 这样也是OK的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码  
    string1 = 2;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配2字节的大小的内存  
    string2 = 3;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配3字节的大小的内存  
    string3 = string1;        // 这样也是OK的, 至少编译是没问题的, 但是如果析构函数里用free释放_pstr内存指针的时候可能会报错, 完整的代码必须重载运算符"=", 并在其中处理内存释放

上面的代码中, “CxString string2 = 10;” 这句为什么是可以的呢? 在C++中, 如果的构造函数只有一个参数时, 那么在编译的时候就会有一个缺省的转换操作:将该构造函数对应数据类型的数据转换为该类对象. 也就是说 “CxString string2 = 10;” 这段代码, 编译器自动将整型转换为CxString类对象, 实际上等同于下面的操作:

CxString string2(10);  
或  
CxString temp(10);  
CxString string2 = temp;

但是, 上面的代码中的_size代表的是字符串内存分配的大小, 那么调用的第二句 “CxString string2 = 10;” 和第六句 “CxString string6 = ‘c’;” 就显得不伦不类, 而且容易让人疑惑. 有什么办法阻止这种用法呢? 答案就是使用explicit关键字. 我们把上面的代码修改一下, 如下:

class CxString 
{  
public:  
    char *_pstr;  
    int _size;  
     // 使用关键字explicit的类声明, 显示转换  
    explicit CxString(int size)  
    {  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
};  
  
    // 下面是调用:  
  
    CxString string1(24);     // 这样是OK的  
    CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换  
    CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数  
    CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的  
    CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)  
    CxString string6 = 'c';   // 这样是不行的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码, 但explicit关键字取消了隐式转换  
    string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
    string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
    string3 = string1;        // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载

explicit关键字的作用就是防止类构造函数的隐式自动转换.

上面也已经说过了, explicit关键字只对有一个参数的类构造函数有效, 如果类构造函数参数大于或等于两个时, 是不会产生隐式转换的, 所以explicit关键字也就无效了.
但是, 也有一个例外, 就是当除了第一个参数以外的其他参数都有默认值的时候, explicit关键字依然有效, 此时, 当调用构造函数时只传入一个参数, 等效于只有一个参数的类构造函数, 例子如下:

class CxString  // 使用关键字explicit声明  
{  
public:  
    int _age;  
    int _size;  
    explicit CxString(int age, int size = 0)  
    {  
        _age = age;  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
};  
  
    // 下面是调用:  
  
    CxString string1(24);     // 这样是OK的  
    CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换  
    CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数  
    string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
    string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
    string3 = string1;        // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载
    ```

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1. 算术类型转换

2. 类类型转换与explicit

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