C++中的explicit關(guān)鍵字詳解

第C++中的explicit關(guān)鍵字詳解目錄前言1.抑制構(gòu)造函數(shù)定義的隱式轉(zhuǎn)換2.為轉(zhuǎn)換顯式地使用構(gòu)造函數(shù)3.類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符可能產(chǎn)生意外結(jié)果4.顯示的類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符5.explicit練習(xí)5.1當(dāng)不使用explict關(guān)鍵字時(shí)5.2使用explict關(guān)鍵字時(shí)5.3explicit標(biāo)識(shí)的構(gòu)造函數(shù)中存在一個(gè)默認(rèn)值

前言

最近在閱讀android底層源碼的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)其中好多代碼使用了explicit關(guān)鍵字，因此這里對(duì)explicit關(guān)鍵字進(jìn)行了分析和介紹。

1.抑制構(gòu)造函數(shù)定義的隱式轉(zhuǎn)換

在要求隱式轉(zhuǎn)換的程序上下文中，我們可以通過將構(gòu)造函數(shù)聲明為explicit加以組織：

classSales_data{

public:

Sales_data()=default;

Sales_data(conststd::strings,unsignedn,doublep):bookNo(s),units_sold(n),revenue(p*n){}

explicitSales_data(conststd::strings):bookNo(s){}

explicitSales_data(std::istream

Sales_datacombine(constSales_datarhs){

units_sold+=rhs.units_sold;

revenue+=rhs.revenue;;

return*this;

private:

doubleavg_price()const{returnunits_soldrevenue/units_sold:0;}

stringbookNo;

unsignedunits_sold=0;

doublerevenue=0.0;

};

此時(shí)，沒有任何構(gòu)造函數(shù)能用于隱式地創(chuàng)建Sales_data對(duì)象：下面的兩種用法都無法通過編譯：

Sales_dataitem;//right,調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

Sales_dataitem2("book");//right,調(diào)用explicitSales_data(conststd::strings):bookNo(s){}

bine(null_book);//error:string構(gòu)造函數(shù)式explicit的

bine(cin);//error:istream構(gòu)造函數(shù)式explicit的

關(guān)鍵字explicit只對(duì)一個(gè)實(shí)參的構(gòu)造函數(shù)有效。需要多個(gè)實(shí)參的構(gòu)造函數(shù)不能用于執(zhí)行隱式轉(zhuǎn)換，所以無須將這些構(gòu)造函數(shù)指定為explicit的。只能在類內(nèi)聲明構(gòu)造函數(shù)時(shí)使用explicit關(guān)鍵字，在類外部定義時(shí)不應(yīng)重復(fù)：

//error:explicit關(guān)鍵字只允許出現(xiàn)在類內(nèi)的構(gòu)造函數(shù)聲明處

explicitSales_data::Sales_data(istreamis){

read(is,*this);

}

note1:explicit構(gòu)造函數(shù)只能用于直接初始化。note2:當(dāng)使用explicit關(guān)鍵字聲明構(gòu)造函數(shù)時(shí)，它將只能以直接初始化的形式使用。而且，編譯器將不會(huì)在自動(dòng)轉(zhuǎn)換過程中使用該構(gòu)造函數(shù)。

發(fā)生隱式轉(zhuǎn)換的一種情況時(shí)當(dāng)我們執(zhí)行拷貝的初始化時(shí)（使用=）。此時(shí)，我們只能使用直接初始化而不能使用explicit構(gòu)造函數(shù)：

Sales_datanull_book("book",1,10.0);//right

Sales_dataitem1(null_book);//right，直接初始化

Sales_dataitem2=null_book;//error,不能將explicit構(gòu)造函數(shù)用于拷貝形式的初始化過程

2.為轉(zhuǎn)換顯式地使用構(gòu)造函數(shù)

盡管編譯器不會(huì)將explicit的構(gòu)造函數(shù)用于隱式轉(zhuǎn)換過程，但是我們可以使用這樣的構(gòu)造函數(shù)顯式地強(qiáng)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

Sales_datanull_book("book",1,10.0);//right

//right:直接初始化

bine(Sales_data(null_book));

//right:static_cast可以使用explicit的構(gòu)造函數(shù)

bine(static_castSales_data(cin));

在第一個(gè)調(diào)用中，我們直接使用Sales_data的構(gòu)造函數(shù)，該調(diào)用通過接受string構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)臨時(shí)的Sales_data對(duì)象。在第二個(gè)調(diào)用中，我們使用static_cast執(zhí)行了顯式的而非隱式的轉(zhuǎn)換。其中static_cast使用istram的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)臨時(shí)的Sales_data對(duì)象。

3.類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符可能產(chǎn)生意外結(jié)果

《C++prime》第五版，14.9.1中關(guān)于類型轉(zhuǎn)換的介紹：

在實(shí)踐中，類很少提供類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。在大多數(shù)情況下，如果類型轉(zhuǎn)換自動(dòng)發(fā)生，用戶可能會(huì)感覺比較意外，而不是感覺受到了幫助。然而這條經(jīng)驗(yàn)法則存在一種例外情況：對(duì)于類來說，定義向bool的類型轉(zhuǎn)換還是比較普遍的現(xiàn)象。

在C++標(biāo)準(zhǔn)的早期版本中，如果類想定義一個(gè)向bool的類型轉(zhuǎn)換，則它常常遇到一個(gè)問題：因?yàn)閎ool是一種算術(shù)類型，所以類類型的對(duì)象轉(zhuǎn)換成bool后就能被用在任何需要算數(shù)類型的上下文中。這樣的類型轉(zhuǎn)換可能引發(fā)意想不到的結(jié)果，特別是當(dāng)istream含有向bool的類型轉(zhuǎn)換時(shí)，下面的代碼仍將通過編譯：

inti=42;

cini;//如果向bool的類型轉(zhuǎn)換不是顯式的，則該代碼在編譯器看來將是合法的！

//這個(gè)程序只有在輸入數(shù)字的時(shí)候，i會(huì)默認(rèn)為整數(shù)，輸入字符串則會(huì)為0

這段程序視圖將輸出運(yùn)算符用作輸入流。因?yàn)閕stream本身并沒有定義，所以本來代碼應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤。然而，該代碼能使用istream的bool類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符將cin轉(zhuǎn)換成bool，而這個(gè)bool值接著會(huì)被提升成int并用作內(nèi)置的左移運(yùn)算符的左側(cè)運(yùn)算對(duì)象。這樣一來，提升后的bool值（1或0）最終會(huì)被左移42個(gè)位置。這一結(jié)果顯示與我們的預(yù)期大相徑庭。

4.顯示的類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符

為了防止這樣的異常情況發(fā)生，C++11新標(biāo)準(zhǔn)引入了顯式的類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符（explicitconversionoperator）：

classSmallInt{

public:

//編譯器不會(huì)自動(dòng)執(zhí)行這一類型轉(zhuǎn)換

explicitoperatorint()const{returnval;}

//其他成員與之前的版本一致

和顯示的構(gòu)造函數(shù)一樣，編譯器（通常）也不會(huì)將一個(gè)顯式的類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符用于隱式類型轉(zhuǎn)換：

SmallIntsi=3;//正確：SmallInt的構(gòu)造函數(shù)不是顯式的

si+3;//錯(cuò)誤：此處需要隱式的類型轉(zhuǎn)換，但類的運(yùn)算符是顯式的

static_castint(si)+3;//正確：顯示地請(qǐng)求類型轉(zhuǎn)換。這里的static_castint可以進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

當(dāng)類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符是顯式的時(shí)，我們也能執(zhí)行類型轉(zhuǎn)換，不過必須通過顯式的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換才可以。

該規(guī)定存在一個(gè)例外，即如果表達(dá)式被用作條件，則編譯器會(huì)將顯式的類型轉(zhuǎn)換自動(dòng)應(yīng)用于它。換句話說，當(dāng)表達(dá)式出現(xiàn)在下列位置時(shí)，顯式的類型轉(zhuǎn)換將被隱式地執(zhí)行：

if、while及do語句的條件部分for語句頭的條件表達(dá)式邏輯非（?。?、邏輯或（||）、邏輯與（）的運(yùn)算對(duì)象條件運(yùn)算符（？:）的條件表達(dá)式

5.explicit練習(xí)

5.1當(dāng)不使用explict關(guān)鍵字時(shí)

//explicit關(guān)鍵字的作用就是防止類構(gòu)造函數(shù)的隱式自動(dòng)轉(zhuǎn)換

//并且explicit關(guān)鍵字只對(duì)有一個(gè)參數(shù)的類構(gòu)造函數(shù)有效，如果類構(gòu)造函數(shù)參數(shù)大于

//或等于兩個(gè)時(shí)，是不會(huì)產(chǎn)生隱式轉(zhuǎn)換的，所有explicit關(guān)鍵字也就無效了。

#includeiostream

#includestdio.h

#includestring.h

#includestdlib.h

usingnamespacestd;

classCxString//這里沒有使用explicit關(guān)鍵字的類聲明，即默認(rèn)為隱式聲明

public:

char*_pstr;

int_size;

CxString(intsize){

cout"CxString(intsize),size="sizeendl;

_size=size;//string的預(yù)設(shè)大小

_pstr=(char*)malloc(size+1);

memset(_pstr,0,size+1);

CxString(constchar*p){

intsize=strlen(p);

_pstr=(char*)malloc(size+1);//分配string的內(nèi)存

strcpy(_pstr,p);

_size=strlen(_pstr);

cout"CxString(constchar*p),strlen(p)="sizeendl;

~CxString(){

if(_pstr!=nullptr){

delete(_pstr);

_pstr=nullptr;

intmain(){

CxStringstring1(24);//right,為CxString預(yù)分配24字節(jié)的大小的內(nèi)存

CxStringstring2=10;//right,為CxString預(yù)分配10字節(jié)的大小的內(nèi)存

CxStringstring3;//error,因?yàn)闆]有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),錯(cuò)誤為:“CxString”:沒有合適的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)可用

CxStringstring4("aaaa");//right

CxStringstring5="bbb";//right,調(diào)用的是CxString(constchar*p)

CxStringstring6='c';//right,其實(shí)調(diào)用的是CxString(intsize),且size等于'c'的ascii碼

string1=2;//right,為CxString預(yù)分配2字節(jié)的大小的內(nèi)存

string2=3;//right,為CxString預(yù)分配3字節(jié)的大小的內(nèi)存

CxStringstring3=string1;//right,至少編譯是沒問題的,但是如果析構(gòu)函數(shù)里用free釋放_(tái)pstr內(nèi)存指針的時(shí)候可能會(huì)報(bào)錯(cuò),完整的代碼必須重載運(yùn)算符"=",并在其中處理內(nèi)存釋放

return0;

}

上面的代碼中,CxStringstring2=10;這句為什么是可以的呢在C++中,如果的構(gòu)造函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)時(shí),那么在編譯的時(shí)候就會(huì)有一個(gè)缺省的轉(zhuǎn)換操作:將該構(gòu)造函數(shù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該類對(duì)象.也就是說CxStringstring2=10;這段代碼,編譯器自動(dòng)將整型轉(zhuǎn)換為CxString類對(duì)象,實(shí)際上等同于下面的操作:

CxStringstring2(10);

CxStringtemp(10);

CxStringstring2=temp;

但是,上面的代碼中的_size代表的是字符串內(nèi)存分配的大小,那么調(diào)用的第二句CxStringstring2=10;和第六句CxStringstring6=c就顯得不倫不類,而且容易讓人疑惑.有什么辦法阻止這種用法呢答案就是使用explicit關(guān)鍵字.我們把上面的代碼修改一下,如5.2小節(jié)。

5.2使用explict關(guān)鍵字時(shí)

//explicit關(guān)鍵字的作用就是防止類構(gòu)造函數(shù)的隱式自動(dòng)轉(zhuǎn)換

//并且explicit關(guān)鍵字只對(duì)有一個(gè)參數(shù)的類構(gòu)造函數(shù)有效，如果類構(gòu)造函數(shù)參數(shù)大于

//或等于兩個(gè)時(shí)，是不會(huì)產(chǎn)生隱式轉(zhuǎn)換的，所有explicit關(guān)鍵字也就無效了。

#includeiostream

#includestdio.h

#includestring.h

#includestdlib.h

usingnamespacestd;

classCxString//這里沒有使用explicit關(guān)鍵字的類聲明，即默認(rèn)為隱式聲明

public:

char*_pstr;

int_size;

int_age;

explicitCxString(intsize){

cout"CxString(intsize),size="sizeendl;

_size=size;//string的預(yù)設(shè)大小

_pstr=(char*)malloc(size+1);

memset(_pstr,0,size+1);

CxString(constchar*p){

intsize=strlen(p);

_pstr=(char*)malloc(size+1);//分配string的內(nèi)存

strcpy(_pstr,p);

_size=strlen(_pstr);

cout"CxString(constchar*p),strlen(p)="sizeendl;

//上面也已經(jīng)說過了,explicit關(guān)鍵字只對(duì)有一個(gè)參數(shù)的類構(gòu)造函數(shù)有效。

//如果類構(gòu)造函數(shù)參數(shù)大于或等于兩個(gè)時(shí),是不會(huì)產(chǎn)生隱式轉(zhuǎn)換的,所以explicit關(guān)鍵字也就無效了.

explicitCxString(intage,intsize){

_age=age;

_size=size;

~CxString(){

if(_pstr!=nullptr){

delete(_pstr);

_pstr=nullptr;

intmain(){

CxStringstring1(24);//right,為CxString預(yù)分配24字節(jié)的大小的內(nèi)存

CxStringstring2=10;//error,因?yàn)槿∠穗[式轉(zhuǎn)換

CxStringstring3;//error,因?yàn)闆]有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),錯(cuò)誤為:“CxString”:沒有合適的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)可用

CxStringstring4("aaaa");//right

CxStringstring5="bbb";//right,調(diào)用的是CxString(constchar*p)

CxStringstring6='c';//error,其實(shí)調(diào)用的是CxString(intsize),且size等于'c'的ascii碼,因?yàn)槿∠穗[式轉(zhuǎn)換

string1=2;//error,因?yàn)槿∠穗[式轉(zhuǎn)換

string2=3;//error,因?yàn)槿∠穗[式轉(zhuǎn)換

CxStringstring3=string1;//right,至少編譯是沒問題的,但是如果析構(gòu)函數(shù)里用free釋放_(tái)ps