条款24 若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数

阳光穿透心脏的1/2处 2022-08-07 12:58 111阅读 0赞

总结：

如果你需要在一个函数的所有参数（包括被 this 指针所指向的那个）上使用类型转换，这个函数必须是一个非成员。

让一个类支持隐式类型转换通常是一个不好的主意。当然，这条规则有一些例外：在创建数值类型时。例如，如果你设计一个用来表现有理数的类，允许从整数到有理数的隐式转换：

class Rational {
    public:
    	Rational(int numerator = 0, int denominator = 1);
    	// 非explicit，允许int-to-Rational隐式转换int-to-Rational
    	int numerator() const; // 分子和分母的访问函数
    	int denominator() const;
    
    private:
    	...
    };

应该支持算术运算，比如加法，乘法等等，但 **不能确定是通过成员函数、非成员函数、还是非成员的友元函数来实现它们**。当你摇摆不定的时候，你应该坚持面向对象的原则。于是有理数的乘法与Rational类相关，所以在Rational类的内部实现有理数的operator\*似乎更加正常。我们先让operator\*成为Rational的一个成员函数：

class Rational {
    public:
    	...
    	const Rational operator*(const Rational& rhs) const;  //operator*作为成员函数
    };
    
    Rational oneEighth(1, 8);
    Rational oneHalf(1, 2);
    Rational result = oneHalf * oneEighth; // fine
    result = result * oneEighth; // fine

这个设计让你在有理数相乘时不费吹灰之力，但你还希望支持混合模式的操作，以便让 Rational能够和其它类型（如int）相乘。毕竟两个数相乘很正常，即使它们碰巧是不同类型的数值：

result = oneHalf * 2; // fine
    result = 2 * oneHalf; // error

只有一半行得通，但乘法必须是可交换的。当以对应的函数形式重写上述两个式子，问题所在便一目了然：

result = oneHalf.operator*(2);
    result = 2.operator*(oneHalf);

**对象oneHalf是一个包含 operator\* 的类实例，所以编译器调用那个函数。然而整数2没有operator\*成员函数。编译器同样要寻找可被如下调用的非成员operator\***（也就是说，在 namespace 或全局范围内的operator\*）：

result = operator*(2, oneHalf);

但在本例中，没有非成员的接受int和Rational的operator\*函数，所以搜索失败。再**看那个成功的调用，它的第二个参数是整数2，而Rational::operator\*却持有一个 Rational对象作为它的参数。这里发生了隐式类型转换**。编译器知道你传递一个int而那个函数需要一个Rational，通过用你提供的int调用Rational的构造函数，它们能做出一个相配的Rational。换句话说，它们将那个调用或多或少看成如下这样：

const Rational temp(2); // 根据2建立一个临时Rational对象
    result = oneHalf * temp; // 等同于oneHalf.operator*(temp);

当然，编译器这样做仅仅是因为提供了一个非explicit构造函数。 **如果Rational的构造函数是explicit，那两句语句都将无法编译**，但至少语句的行为保持一致。

这两个语句一个可以编译而另一个不行的原因在于，当参数列在参数列表中的时候，才有资格进行隐式类型转换。**现在支持混合运算的方法或许很清楚了：让operator\*作为非成员函数，因此就允许将隐式类型转换应用于所有参数**：

class Rational {
    	... // 不包括operator*
    };
    
    const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
    {
    	return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
    		lhs.denominator()* rhs.denominator());
    }
    Rational oneFourth(1, 4);
    Rational result;
    result = oneFourth * 2; // fine
    result = 2 * oneFourth; // it works!

另外，仅仅因为函数不应该作为成员并不自动意味着它应该作为友元。

关于operator\*参考该文章[条款21 必须返回对象时，别妄想返回其reference][21 _reference]

[21 _reference]: http://blog.csdn.net/u013074465/article/details/44996123