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在C++中：转换构造函数与隐式类型转换的运用

最编程 2024-07-27 07:06:15
...
今天是第一次听到C++还有个转换构造函数，之前经常见到默认构造函数、拷贝构造函数、析构函数，但是从没听说过转换构造函数，隐式转换函数也是一样，C++的确是够博大精深的，再次叹服！

其实我们已经在C/C++中见到过多次标准类型数据间的转换方式了，这种形式用于在程序中将一种指定的数据转换成另一指定的类型，也即是强制转换，比如：int a = int(1.23),其作用是将1.23转换为整形1。然而对于用户自定义的类类型，编译系统并不知道如何进行转换，所以需要定义专门的函数来告诉编译系统改如何转换，这就是转换构造函数和类型转换函数！

一、转换构造函数

转换构造函数(conversion constructor function) 的作用是将一个其他类型的数据转换成一个类的对象｡
当一个构造函数只有一个参数，而且该参数又不是本类的const引用时，这种构造函数称为转换构造函数。
转换构造函数是对构造函数的重载。
例如： 
Complex(double r)   
{  
    real=r;  
    imag=0;  
}

其作用是将double型的参数r转换成Complex类的对象,将r作为复数的实部,虚部为0｡ 用户可以根据需要定义转换构造函数,在函数体中告诉编译系统怎样去进行转换｡
那么如何使用转换构造函数进行类型转换呢？我们看如下的例子： 
// TypeSwitch.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
//  
  
#include "stdafx.h"  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
class Complex  
{  
public:  
    Complex():real(0),imag(0){};  
    Complex(double r, double i):real(r),imag(i){};  
    Complex(double r):real(r),imag(0){};  // 定义转换构造函数  
  
    void Print(){  
        cout<<"real = " << real <<" image = "<<imag<<endl;  
    }  
    Complex& operator+(Complex c){  
        return Complex(this->real + c.real, this->imag + c.imag);       
    }  
private:  
    double real;  
    double imag;  
};  
  
int main(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
    Complex c;  
    c = 1.2;  // 调用转换构造函数将1.2转换为Complex类型  
    c.Print();  
    Complex c1(2.9, 4.2);  
    Complex c2 = c1 + 3.1; // 调用转换构造函数将3.1转换为Complex类型  
    c2.Print();  
    return 0;  
}
不仅可以 将一个标准类型数据转换成类对象,也可以将 另一个类的对象转换成转换构造函数所在的类对象｡如可以将一个学生类对象转换为教师类对象,可以在Teacher类中写出下面的转换构造函数: 

Teacher(Student& s)  
{  
    num=s.num;  
    strcpy(name,s.name);  
    sex=s.sex;  
}

使用方法同上！

注意：
  1. 用转换构造函数可以将一个指定类型的数据转换为类的对象｡但是不能反过来将一个类的对象转换为一个其他类型的数据(例如将一个Complex类对象转换成double类型数据)。
  2. 如果不想让转换构造函数生效，也就是拒绝其它类型通过转换构造函数转换为本类型，可以在转换构造函数前面加上explicit！例如：
// TypeSwitch.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
//  
  
#include "stdafx.h"  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
class Complex  
{  
public:  
    Complex():real(0),imag(0){};  
    Complex(double r, double i):real(r),imag(i){};  
    explicit Complex(double r):real(r),imag(0){};  // explicit禁止构造函数的转换功能  
  
    void Print(){  
        cout<<"real = " << real <<" image = "<<imag<<endl;  
    }  
private:  
    double real;  
    double imag;  
};  
  
int main(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
    Complex c1(1.2, 2.3), c2;  
    double d;  
    d = c1 + 1.1; // 调用类型转换函数将c1转换为double，编译出错！  
    cout<<d<<endl;  
      
    return 0;  
}

二、类型转换函数


用 转换构造函数可以将一个指定类型的数据转换为类的对象｡但是不能反过来将一个类的对象转换为一个其他类型的数据(例如将一个Complex类对象转换成double类型数据)｡而 类型转换函数就是专门用来解决这个问题的！

类型转换函数的作用是将一个类的对象转换成另一类型的数据｡

如果已声明了一个Complex类,可以在Complex类中这样定义类型转换函数: 
operator double( )  
{  
     return real;  
}
类型转换函数的一般形式为： 
operator 类型名( )
        {
               实现转换的语句
        }

注意事项：
1.在函数名前面 不能指定函数类型,函数没有参数｡
2.其 返回值的类型是由函数名中指定的类型名来确定的｡
3.类型转换函数 只能作为成员函数,因为转换的主体是本类的对象， 不能作为友元函数或普通函数｡
4.从函数形式可以看到,它与运算符重载函数相似,都是用关键字operator开头,只是被重载的是类型名｡double类型经过重载后,除了原有的含义外,还获得新的含义(将一个Complex类对象转换为double类型数据,并指定了转换方法)｡这样, 编译系统不仅能识别原有的double型数据,而且还会把Complex类对象作为double型数据处理｡ 

#include "stdafx.h"  
#include <iostream>  
  
using namespace std;  
  
class Complex  
{  
public:  
    Complex():real(0),imag(0){};  
    Complex(double r, double i):real(r),imag(i){};  
    Complex(double r):real(r),imag(0){};  // 定义转换构造函数  
  
    void Print(){  
        cout<<"real = " << real <<" image = "<<imag<<endl;  
    }  
    operator double(){ // 定义类型转换函数  
        return real;  
    }  
private:  
    double real;  
    double imag;  
};  
  
int main(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
    Complex c1(1.2, 2.3);  
    double d;  
    d = c1 + 1.1; // 调用类型转换函数将c1转换为double  
    cout<<d<<endl;  
      
    return 0;  
}

本例中，对于d = c1 + 1.1；先调用类型转换函数将c1转为double类型，然后在与1.1相加！

那么程序中的 Complex类对具有双重身份,既是Complex类对象,又可作为double类型数据｡Complex类对象只有在需要时才进行转换,要根据表达式的上下文来决定｡
转换构造函数和类型转换运算符有一个共同的功能: 当需要的时候,编译系统会自动调用这些函数,建立一个无名的临时对象(或临时变量)｡

转自


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