【校招面试 之 C/C++】第18题 C++ 中的隐式转换以及explicit关键字

1、什么是隐式转换：

众所周知，C++的基本类型中并非完全的对立，部分数据类型之间是可以进行隐式转换的。

所谓隐式转换，是指不需要用户干预，编译器私下进行的类型转换行为。很多时候用户可能都不知道进行了哪些转换。

2、为什么要进行隐式类型转换：

C++面向对象的多态特性，就是通过父类的类型实现对子类的封装。

通过隐式转换，你可以直接将一个子类的对象使用父类的类型进行返回。

在比如，数值和布尔类型的转换，整数和浮点数的转换等。

某些方面来说，隐式转换给C++程序开发者带来了不小的便捷。

C++是一门强类型语言，类型的检查是非常严格的。

如果没有类型的隐式转换，这将给程序开发者带来很多的不便。

当然，凡事都有两面性，在你享受方便快捷的一面时，你不得不面对太过智能以至完全超出了你的控制。

风险就在不知不觉间出现。

3、隐式转换原则：

• 基本数据类型 基本数据类型的转换以取值范围的作为转换基础（保证精度不丢失）。
  隐式转换发生在从小->大的转换中。比如从char转换为int。
  从int -> long。
• 自定义对象 子类对象可以隐式的转换为父类对象。

4、隐式转换的风险：

隐式转换的风险一般存在于自定义的类构造函数中。

例一
如下面所示：

class String
{
public:
    String ( const char* p ); // 用C风格的字符串p作为初始化值
    //…
}

String s1 = “hello”; //OK 隐式转换，等价于String s1 = String（”hello”）

但是有的时候可能会不需要这种隐式转换，如下：

class String
{
public:
    String ( int n ); //本意是预先分配n个字节给字符串
    String ( const char* p ); // 用C风格的字符串p作为初始化值

    //…
}

下面两种写法比较正常：
String s2 ( 10 );   //OK 分配10个字节的空字符串
String s3 = String ( 10 ); //OK 分配10个字节的空字符串

下面两种写法就比较疑惑了：
String s4 = 10; //编译通过，也是分配10个字节的空字符串
String s5 = ‘a’; //编译通过，分配int（‘a’）个字节的空字符串
s4 和s5 分别把一个int型和char型，隐式转换成了分配若干字节的空字符串，容易令人误解。

例2：

class Test
{
public:
  Test(int a);
  bool isSame(Test other)
  {
    return m_val == other.m_val;
  }

private：
  int m_val;
}

如下调用：
Test a(10);
If(a.isSame(10)) //该语句将返回true

本来用于两个Test对象的比较，竟然和int类型相等了。
这里就是由于发生了隐式转换，实际比较的是一个临时的Test对象。
这个在程序中是绝对不能允许的。

例3：

class CxString  // 没有使用explicit关键字的类声明, 即默认为隐式声明
{
public:
    char *_pstr;
    int _size;
    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  // 使用关键字explicit的类声明, 显示转换
{
public:
    char *_pstr;
    int _size;
    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（除非存在默认参数的情况）.