C++ 运算符重载和隐式转换

Question

我有一个封装了一些算术的类，比如说定点计算。我喜欢重载算术运算符的想法，所以我写了以下内容：

class CFixed
{
   CFixed( int   );
   CFixed( float );
};

CFixed operator* ( const CFixed& a, const CFixed& b )
{ ... }

一切正常。我可以写 3 * CFixed(0) 和 CFixed(3) * 10.0f。但现在我意识到，我可以更有效地使用整数操作数来实现 operator*。所以我重载它：

CFixed operator* ( const CFixed& a, int b )
{ ... }
CFixed operator* ( int a, const CFixed& b )
{ ... }

它仍然有效，但现在 CFixed(0) * 10.0f 调用重载版本，将 float 转换为 int （我希望它将 float 转换为 CFixed ）。当然，我也可以重载浮点版本，但这对我来说似乎是代码的组合爆炸。是否有任何解决方法（或者我的课程设计错误）？如何告诉编译器仅使用整数调用重载版本的 operator*？

Answer 1

如果您有可以仅使用一个参数调用的构造函数，则您有效地创建了一个隐式转换运算符。在您的示例中，无论在哪里需要 CFixed，都可以通过 int 和 float。这当然是危险的，因为当您忘记包含某些函数的声明时，编译器可能会默默地生成调用错误函数的代码，而不是向您咆哮。

因此，一个好的经验法则是，每当您编写可以只用一个参数调用的构造函数时（请注意，这个foo(int i, bool b = false) 也可以用一个参数调用，即使它需要两个参数） ，你应该使用构造函数explicit，除非你真的想要隐式转换。编译器不使用explicit构造函数进行隐式转换。

你必须把你的班级改成这样：

class CFixed
{
   explicit CFixed( int   );
   explicit CFixed( float );
};

我发现这条规则很少有例外。 （std::string::string(const char*) 比较有名。）

编辑：对不起，我错过了不允许从 int 到 float 的隐式转换的要点。

我认为防止这种情况发生的唯一方法是同时为float 提供运算符。

Answer 2

你也应该重载float 类型。从 int 到用户指定类型 (CFixed) 的转换优先级低于到 float 的内置浮点整数转换。所以编译器总是会选择带有int的函数，除非你也添加带有float的函数。

更多详细信息，请阅读 C++03 标准的 13.3 部分。感受疼痛。

我好像也忘记了。 :-( UncleBens 报告仅添加浮点数并不能解决问题，因为还应添加带有double 的版本。但无论如何添加与内置类型相关的多个运算符是乏味的，但不会导致组合提升。

Answer 3

假设您希望为任何整数类型选择专用版本（而不仅仅是 int，您可以做的一件事是将其作为模板函数提供并使用 Boost.EnableIf如果操作数不是整数类型，则从可用的重载集中删除这些重载。

#include <cstdio>
#include <boost/utility/enable_if.hpp>
#include <boost/type_traits/is_integral.hpp>

class CFixed
{
public:
   CFixed( int   ) {}
   CFixed( float ) {}
};

CFixed operator* ( const CFixed& a, const CFixed&  )
{ puts("General CFixed * CFixed"); return a; }

template <class T>
typename boost::enable_if<boost::is_integral<T>, CFixed>::type operator* ( const CFixed& a, T  )
{ puts("CFixed * [integer type]"); return a; }

template <class T>
typename boost::enable_if<boost::is_integral<T>, CFixed>::type operator* ( T , const CFixed& b )
{ puts("[integer type] * CFixed"); return b; }


int main()
{
    CFixed(0) * 10.0f;
    5 * CFixed(20.4f);
    3.2f * CFixed(10);
    CFixed(1) * 100u;
}

当然，您也可以使用不同的条件来使这些重载仅在 T=int 时可用：typename boost::enable_if<boost::is_same<T, int>, CFixed>::type ...

至于设计类，也许你可以更多地依赖模板。例如，构造函数可以是一个模板，同样，如果您需要区分整数类型和实数类型，应该可以使用这种技术。

Answer 4

同意 sbi，你绝对应该明确你的单参数构造函数。

您可以避免使用模板编写的 operator 函数的爆炸式增长，但是：

template <class T>
CFixed operator* ( const CFixed& a, T b ) 
{ ... } 

template <class T>
CFixed operator* ( T a, const CFixed& b ) 
{ ... } 

根据函数中的代码，这只会使用您支持转换的类型进行编译。

Answer 5

如何转换explicit？