Effective C++ 读书笔记 Item24 若所有参数皆需类型转换，请为此采用（non-member ）非成员函数

朱雀 2020-07-11 16:15 695阅读 0赞

虽然Item 15：资源管理类需要提供对原始资源的访问中提到，最好不要提供隐式的类型转化。 但这条规则也存在特例，比如当我们需要创建数字类型的类时。正如double和int能够自由地隐式转换一样， 我们的数字类型也希望能够做到这样方便的接口。 当然这一节讨论的问题不是是否应当提供隐式转换，而是如果运算符的所有“元”都需要隐式转换时，请重载该运算符为友元函数。

通过运算符重载来扩展用户定义类型时，运算符函数可以重载为成员函数，也可以作为友元函数。 但如果作为了成员函数，\*this将被作为多元操作符的第一元，这意味着第一元不是重载函数的参数，它不会执行类型转换。 仍然拿有理数类作为例子，下面的Rational类中，将运算符\*重载为成员函数：

class Rational{
    public: 
        Rational(int n = 0, int d = 1);
        int numerator() const;
        int denominator() const;
        const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
    ...

我们看下面的运算符调用能否成功：

Rational oneHalf(1, 2);
     
    Rational result = oneHalf * oneHalf;   // OK
    result = oneHalf * 2;                  // OK
    result = 2 * oneHalf;                  // Error

第一个运算符的调用的成功是很显然的。我们看第二个调用：

当编译器遇到运算符\*时，它会首先尝试调用：

result = oneHalf.operator*(2);

编译器发现该函数声明（它就是定义在Rational类中的方法）存在， 于是对参数2进行了隐式类型转换（long->Rational）。所以第二个调用相当于：

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

将Rational的构造函数声明为explicit可以避免上述隐式转换，这样第二个调用也会失败。

对于第三个调用，编译器仍然首先尝试调用：

result = 2.operator*(oneHalf);

2属于基本数据类型，并没有成员函数operator\*。于是编译器再尝试调用非成员函数的运算符：

result = operator*(2, oneHalf);

再次失败，因为并不存在与operator\*(long, Rational)类型兼容的函数声明，所以产生编译错误。 但如果我们提供这样一个非成员函数：

const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs);

这时候第一个参数也可以进行隐式转换。第三个调用（result = 2 \* oneHalf）便会成功，该表达式相当于：

Rational tmp(2);
    result = operator*(tmp, oneHalf);

只有当运算符的元出现在运算符函数的参数列表时，它才会被隐式类型转换。所以当我们需要运算符的所有“元”都可以被隐式转换时， 应当将运算符声明为非成员函数。 在JavaScript或者C\#中，这个规则是不需要的，因为编译器/解释器在这里做了更多的工作。比如JavaScript中2.toFixed(3) 会被解释为Number(2).toFixed(3)，该表达式的值为"2.000"\`。