需要类型转换时定义为非成员函数

需要类型转换时定义为非成员函数

前言:

因为自己查阅文章时经常遇到,这些问题:因为环境不同而导致结果不一致、因为文章跳跃度太大而导致无法理解、因为文章代码运行结果不同而苦恼。

所以为了看我文章的人不会遭遇同样的问题,

以后我的文章将遵循以下原则:

1.会在文章开头标明相关配置与环境

2.尽可能循序渐进(还是看不懂可能是我没有这样的天赋),标出阅读的前提知识

3.列出的代码自己先跑一遍


////////////////////////////////////////

语言:c++


前提知识:

1.类

2.函数重载

3.类型转换


集成开发环境:Visual Studio 2017

////////////////////////////////////////


条款24:若为所有参数皆需类型转换,请为此采用non-member函数

class Num

{

public:

         Num(intN=0,int M=1):n(N),M(M){}//不设explicit,提供隐式转换

         constNum operator*(const Num& rhs)const

         {

                  returnNum(rhs.getN()*n+rhs.getM()*M);

         }

         constint getN()const{return n;}

         constint getM()const{return m;}

private:

         intn;

         intm;

};

int main()

{

         Numnum1(2,3);

         Numnum2(3,4);

         Numnum3=num1*num2;      //成功

         num3=num3*num1;                //成功

         num3=num3*2;               //成功

         num3=2*num1;               //失败

         return0;

}


为何num3=num3*2成功而num3=2*num1却失败

因为num3=num3*2中,函数operator=由num3调用且参数为2,参数2为int可通过构造函数隐式转换为Num,所以成功

而num3=num3*2中,虽然想调用operator=但,这个函数却不属于int,这个基础类型int根本不拥有函数。

使用函数形式重写上面两个例子:

num3=num3.operator*(2);

num3=2.operator*(num3);             //明显错误


上述情况下,编译器会尝试寻找参数为(int,Num)的operator*的非成员函数。

所以只要写一个参数为(int,Num)的operator*的非成员函数即可,这就是我们一般重载乘法运算符时的做法————将重载乘法运算符声明为friend函数,即非成员函数的operator*可以调用类中的private成员进行运算。

friend     constNum operator*(const Num& lhs,const Num& rhs)const

         {

                  returnNum(rhs.getN()*lhs.getN()+rhs.getM()*lhs.getN());

                  //虽然可以直接使用m和n,但这是个好习惯,保持封装

         }

因为声明为友元函数,不再是成员函数,成员函数隐含一个参数this指向调用方,所以友元函数比成员函数多一个参数。

         num3=2*num1;               //成功

         <=>num3=operator*(Num(2),num1);

该条款的重点在于,只有参数位于参数列中,这个参数才有可能被隐式类型转换。


条款46:需要类型转换时请为模板定义非成员函数

条款24的升级版?可能这样说有点不妥,实质上就是把条跨23中的类模板化了,但是一旦模板化了事情就会变得复杂,因为编译器的处理策略不同了。

template

class Num

{

public:

         Num(T&N=0,T& M=1);//不设explicit,提供隐式转换

         constNum operator*(const Num& rhs)const

         {

                  returnNum(rhs.getN()*n+rhs.getM()*M);

         }

         constT getN()const{return n;}

         constT getM()const{return m;}

private:

         Tn;

         Tm;

};

Num num;

num=num*2;           //失败

上面这个例子跟条款24一致,但是却失败了,因为编译器并不清楚我们要使用哪一个函数,我们想要使用operator(Num,Num)函数,但是编译器必须知道T的类型才能具体化出这个函数,但是它不知道。

在第一参数num时编译器可以推导出T为int,而在第二参数2,它是个int,那么编译器从这个int中就推不出T究竟是个啥。在我们的预想中,我们期望编译器能够把int隐式转换为Num,但是编译器不会这么做,因为推导模板实参时并不考虑通过构造函数产生的隐式转换。

那么怎么办呢,这里有个有趣的办法,模板类中友元声明可以指定特定函数,也就是说只要类被具体化,这个函数就会被同时具体化,就不用在依赖实参推导来具体化函数。即是模板类友元函数,不再是个函数模板而是个模板函数。(前者只是个模具无法直接使用,而后者已经具体化可以直接使用)

虽然上述可以通过编译器,但是却无法链接因为我们没有实现它,我们在类中声明了这个友元函数,期待在类外实现它,但是不行因为这个声明是Num内的所作所为,我们无法在类外实现他,因为我们不能提前指定T并让连接器连接到它,那么就必须在Num中实现它,在声明式中实现它,让它成为一个内联函数。

我们并不使用友元可以访问类中私有成员的特性,而是利用其指定特定函数。

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