C++类型转换操作符（type conversion operator）

C++类型转换操作符（type conversion operator）

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；

for an example:

#include  < iostream >
using   namespace  std;
class  D{
public :
    D( double  d):
      d_(d){}
       operator   int () const {
          cout << " (int)d called!! " << endl;
           return  static_cast < int > (d_);
      }
private :
     double  d_;
};

int  add( int  a, int  b){
     return  a + b;
}

int  main(){
    D d1 = 1.1 ;
    D d2 = 2.2 ;
    cout << " add(d1,d2)= " << add(d1,d2) << endl;
     return   0 ;
  
}

(int)d called!!
(int)d called!!
add(d1,d2)=3
Press any key to continue

类型转换构造函数（conversion constructor）

先来说下类型转换构造函数：C++中的explicit用来修饰类的构造函数，表明该构造函数是显示的，既然有显示的，那么就有隐式的
若果一个类的构造函数时一个单自变量的构造函数，所谓的单自变量是可能声明一个单一参数，也可能声明一个拥有多个参数，并且除了第一参数外都其他参数都有默认值
这样的constructor称为单自变量constructor.
若果类中有这样一个constructor那么在编译的时候编译器将会产生一个省却的操作：将该constructor参数对应 的 数据类型 的 数据转换为该类的对象
class MyClass
{
public:
MyClass( int num );
}
....
MyClass obj = 10; //ok,convert int to MyClass

在上面的操作中编译器其实产生代码如下：
Myclass temp(10);
Myclass obj=temp;

若果要避免编译器产生上诉的隐式转换，那么此时explicit将产生作用。
explicit的作用：
explicit关键字将作用在类的构造函数，被修饰的构造函数，将再不能发生隐式转换了，只能以显示的进行类型转换
explicit 的注意：
只能作用在类的内部的构造函数上
只能作用在单自变量的构造函数上

class  Circle  {  
public :  
   Circle( double  r) : R(r) {}  
   Circle( int  x,  int  y  =   0 ) : X(x), Y(y) {}  
   Circle( const  Circle &  c) : R(c.R), X(c.X), Y(c.Y) {}  
private :  
     double  R;  
     int     X;  
     int     Y;  
};    
int  main(){  
           Circle A  =   1.23 ;   
            // 发生隐式类型转换  
            // 编译器会将它变成如下代码  
           // tmp = Circle(1.23)  
           // Circle A(tmp);  
           // tmp.~Circle();  

          Circle B  =   123 ;  

          // 注意是int型的，调用的是Circle(int x, int y = 0)  
         // 它虽然有2个参数，但后一个有默认值，任然能发生隐式转换
 
          Circle C  =  A;  
          // 这个算隐式调用了拷贝构造函数  

         return   0 ;  
} 

加了explicit关键字后，可防止以上隐式类型转换发生

 

  class  Circle  {  
public :  
     explicit  Circle( double  r) : R(r) {}  
     explicit  Circle( int  x,  int  y  =   0 ) : X(x), Y(y) {}  
     explicit  Circle( const  Circle &  c) : R(c.R), X(c.X), Y(c.Y) {}  
private :  
    double  R;  
    int     X;  
    int     Y;  
 };  
  int  _main()  {  
       // 一下3句，都会报错  
       // Circle A = 1.23;   
      // Circle B = 123;  
      // Circle C = A;  
       
        // 只能用显示的方式调用了  
       // 未给拷贝构造函数加explicit之前可以这样  
        Circle A  =  Circle( 1.23 );  
        Circle B  =  Circle( 123 );  
        Circle C  =  A;  
 
      // 给拷贝构造函数加了explicit后只能这样了  
        Circle A( 1.23 );  
        Circle B( 123 );  
        Circle C(A);  

         return   0 ;  
} 

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  using   namespace  std;
 3  class  A{
 4  public :
 5      A( int  num = 0 )
 6          :dat(num){
 7          cout << " A单参数构造函数called!! " << endl;
 8      }
 9       operator   int (){
10         cout << " A::operator int() called!! " << endl;
11          return  dat;
12      }
13  private :
14       int  dat;
15  };
16 
17  class  X{
18  public :
19      X( int  num = 0 )
20          :dat(num){
21      cout << " X单参数构造函数called!! " << endl;
22      }
23       operator   int (){
24          cout << " X::operator int() called!! " << endl;
25           return  dat;
26      }
27       operator  A(){
28          cout << " operator    x() called!! " << endl;
29          A temp = dat;
30           return  temp;
31      }
32  private :
33       int  dat;
34  };
35 
36  int  main(){
37      cout << " ///////trace more/////// " << endl;
38      A more = 0 ;
39 
40      cout << " ///////trace stuff/////// " << endl;
41      X stuff = 2 ;
42 
43      cout << " //////trace hold dingyi//////  " << endl;
44       int   hold;
45 
46       cout << " ///////trace hold=stuff////// " << endl;
47      hold = stuff;
48      cout << " ///////two trace hold=stuff////// " << endl;
49      cout << " hold: " << hold << endl;
50 
51      cout << " //////trace more=stuff////// " << endl;
52      more  = stuff;
53      cout << " //////two trace more=stuff////// " << endl;
54      cout << " more: " << more << endl;
55      
56       return   0 ;
57  }

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