C++运算符重载和隐式转换

Question

我有一个类封装了一些算术，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，我可以使用整数操作数更有效地实现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。有没有解决方法（或者我设计的类是错误的）？如何告诉编译器仅使用整数调用重载版本的运算符*？

Answer 1

您还应该重载 float 类型。从 int 到用户指定类型 (CFixed) 的转换的优先级低于内置浮点积分到 float 的转换。因此编译器将始终选择带有 int 的函数，除非您也添加带有 float 的函数。

有关更多详细信息，请阅读 C++03 标准的 13.3 部分。感受疼痛。

看来我也已经失去了踪迹。 :-( UncleBens 报告仅添加 float 并不能解决问题，因为 double 也应该添加，但无论如何，添加多个与内置类型相关的运算符是乏味的，但不会导致组合提升。

Answer 2

如果您有只能使用一个参数调用的构造函数，那么您实际上创建了一个隐式转换运算符。在您的示例中，只要需要 CFixed ，就可以传递 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，而不是对您咆哮。

因此，一个好的经验法则是，每当您编写只能使用一个参数调用的构造函数时（请注意，这个 foo(int i, bool b = false) 可以使用一个参数调用参数，即使它需要两个参数），您应该使该构造函数显式，除非您确实希望启动隐式转换。显式构造函数不被使用隐式转换的编译器。

您必须将您的课程更改为：

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*) 是一个相当著名的。）

编辑： 抱歉，我错过了关于不允许隐式转换的要点从int到float。

我认为防止这种情况的唯一方法是同时提供 float 运算符。

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 特别是，您可以做的一件事是将其作为模板函数提供并使用 Boost.EnableIf 删除那些可用重载集中的重载，如果操作数不是整数类型，

#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使这些重载仅在 T=int 时才可用： typename boost::enable_if, CFixed>::type ...

至于设计类，也许您可​​以更多地依赖模板，例如，构造函数可以是模板，并且您是否需要区分整数。和真实类型，应该可以使用这种技术。

Answer 4

如何显式转换？

Answer 5

同意 sbi 的观点，你绝对应该明确你的单参数构造函数。

您可以避免操作员<>中的爆炸但是，您使用模板编写的函数：

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。