C++类型转换操作符(type conversion operator)

五迷三道 提交于 2020-02-05 05:34:59

类型转换操作符(type conversion operator)是一种特殊的类成员函数,它定义将类类型值转变为其他类型值的转换。转换操作符在类定义体内声明,在保留字 operator 之后跟着转换的目标类型。boost::ref和boost::cref就使用到了类型转换操作符。

 

函数原型 

T1::operator T2() [const];   //T1的成员函数,"(T2)a"类型转换

1. 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;返回值是隐含的,返回值是与转换的类型相同的,即为上面原型中的T2;

2. T2表示内置类型名(built-in type)、类类型名(class type)或由类型别名(typedef)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;

3. 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;

4. 支持继承,可以为虚函数;

5. 只要存在转换,编译器将在可以使用内置转换的地方自动调用它;

 

 

先通过一个简单的例子来说明如何使用类型转换操作符

 1 #include <iostream> 2  3  class D { 4  public: 5     D(double d) : d_(d) {} 6  7     /* “(int)D”类型转换 */ 8     operator int() const { 9         std::cout << "(int)d called!" << std::endl;10         return static_cast<int>(d_);11     }12 13  private:14     double d_;15 };16 17  int add(int a, int b) {18     return a + b;19 }20 21  int main() {22     D d1 = 1.1;23     D d2 = 2.2;24     std::cout << add(d1, d2) << std::endl;25 26     return 0;27 }28 29  

在24行执行add(d1,d2)函数时“(int)D”类型转换函数将被自动调用,程序运行的输出为:

(int)d called!
(int)d called!
3

 

类型转换操作符 vs 类型转换构造函数(conversion constructor)

有时候使用conversion constructor就能实现类型转换,这种方式效率更高而且也更直观,下面举例说明:

 1 #include <iostream> 2  3  class A 4 { 5  public: 6     A(int num = 0) : dat(num) {} 7      8     /* "(int)a"类型转换 */ 9     operator int() { return dat; }10 11  private:12     int dat;13 };14 15 16  class X17 {18  public:19     X(int num = 0) : dat(num) {}20 21     /* "(int)a"类型转换 */22     operator int() { return dat; }23 24     /* "(A)a"类型转换 */25     operator A() {26         A temp = dat;27         return temp;28     }29 30  private:31     int dat;32 };33 34 35 int main()36 {37     X stuff = 37;38     A more = 0;39     int hold;40 41     hold = stuff;    // convert X::stuff to int42     std::cout << hold << std::endl;43 44     more = stuff;    // convert X::stuff to A::more45     std::cout << more << std::endl;        // convert A::more to int46 47     return 0;48 }49 

上面这个程序中X类通过“operator A()”类型转换来实现将X类型对象转换成A类型,这种方式需要先创建一个临时A对象再用它去赋值目标对象;更好的方式是为A类增加一个构造函数:

A(const X& rhs) : dat(rhs) {}

同时,请注意上面程序的第45行more的类型在调用std::cout时被隐式地转成了int!

 

一个简单boost::ref实现

通过重载type conversion operator,我们就可以自己实现一个简版的boost::ref。

 1 #include <iostream> 2  3 template <class T> 4  class RefHolder 5 { 6  public: 7     RefHolder(T& ref) : ref_(ref) {} 8  9     /* “(T&)A”类型转换操作符 */10     operator T& () const {11         return ref_;12     }13 14  private:15      T& ref_;16 };17 18 19 template <class T>20 inline RefHolder<T> ByRef(T& t) {21     return RefHolder<T>(t);22 }23 24  int inc(int& num) {25     num++;26     return num;27 }28 29 30  int main() {31     int n = 1;32     std::cout << inc(ByRef(n)) << std::endl;    //RefHolder<int>被转换成了"int&"类型33      34     return 0;35 }36  

 

 

参考文章:

1. Wiki - Operators in C and C++

2. Cast operator overload

3. Overloading the typecast operator

4. Generic<Programming>: Change the Way You Write Exception-Safe Code Forever

5. C++ Primer - 14.9 Conversions and Class Types

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