【C++】解析explicit关键字

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-10-02 02:54 169阅读 0赞

C++ 只有explicit关键字，没有implicit关键字。

默认下情况下（implicit），编译器能够对带**单个参数的构造函数**进行隐士转换，将函数参数转换为正确的类型。

**使用explicit原因：无意中的隐式转换会隐藏bug， 这就是构造函数前面加explicit的原因。**

案例一：下面的类带有可用于隐式转换的构造函数：

class Foo
    {
    public:
        Foo (int foo) : m_foo (foo) { } //带单个参数的构造函数，默认为隐式转换
        int GetFoo () { return m_foo; }
    private:
      int m_foo;
    };
    void DoBar (Foo foo)
    {
      int i = foo.GetFoo ();
    }
    int main ()
    {
      DoBar (42);
    }

DoBar的形参为Foo对象，现在却传了一个int给它，然而，Foo类存在一个带有 int 类型的构造函数，所以编译器就用这个构造函数将参数隐式转换为Foo对象类型。

如果在构造函数前面加explicit关键字，就能阻止编译器使用这个构造函数做隐式转换，而是必须明确地写出：DoBar (Foo (42))

案例二：

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. 例如:

class CxString  // explicit关键字在类构造函数参数大于或等于两个时无效  
    {  
    public:  
        char *_pstr;  
        int _age;  
        int _size;  
        explicit CxString(int age, int size)  
        {  
            _age = age;  
            _size = size;  
            // 代码同上, 省略...  
        }  
        CxString(const char *p)  
        {  
            // 代码同上, 省略...  
        }  
    };  
      
        // 这个时候有没有explicit关键字都是一样的

但是, 也有一个例外, 就是当除了第一个参数以外的其他参数都有默认值的时候, explicit关键字依然有效, 此时, 当调用构造函数时只传入一个参数, 等效于只有一个参数的类构造函数, 例子如下:

class CxString  // 使用关键字explicit声明  
    {  
    public:  
        int _age;  
        int _size;  
        explicit CxString(int age, int size = 0)  
        {  
            _age = age;  
            _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  
        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

tips：

google的c++规范中提到explicit的优点是可以避免不合时宜的类型变换，缺点无。所以google约定所有单参数的构造函数都必须是显示的，只有极少数情况下拷贝构造函数可以不声明称explicit。例如作为其他类的透明包装器的类。

effective c++中说：被声明为explicit的构造函数通常比其non-explicit兄弟更受欢迎。因为它们禁止编译器执行非预期（往往也不被期望）的类型转换。除非我有一个好理由允许构造函数被用于隐式类型转换，否则我会把它声明为explicit，鼓励大家遵循相同的政策。

转载于:https://blog.51cto.com/wendashuai/2327707