C++库研究笔记——操作符重载实现类型转换&这样做的意义

时间:2023-03-08 16:31:02

目标:

已知这个接口:

std::vector<double> add_vec(double *d1, double *d2)
{
.....
return result;
}

我们自定义了这个类:

class array
{
int size_;
double *data_;
....
};

要求实现:

array v1(10), v2(10);
add_vec(v1, v2);

留意到,当array 类型传入add_vec时,会遇到(double*) 类型的“试探性”强制转换, 所以,我们只要做一个从array到,(double*)的类型转换即可。

这样做的好处

  • 1.有了类型转换,我们不需要再写这样一个多态函数实现array 与array的相加
std::vector<double> add_vec(array d1, array d2)
{
.....
return result;
}
  • 2.以下的接口:
std::vector<double> add_vec(double* d1, double* d2)

可能重写起来非常麻烦,甚至add_vec(double*, double*) 是别人封装好的,我们看不到源代码,此时更谈不上重写

实现方法及测试代码:(直接在这个代码上增加,所以代码有些乱)

C++类型转换操作符(type conversion operator)

#include <iostream>

 class D {
public:
D(double d) : d_(d) {
data_=new double[10];
for(int i=0; i<10; i++)
data_[i]=d;
} ~D() { delete []data_; } /* “(int)D”类型转换 */
operator int() const {
std::cout << "(int)d called!" << std::endl;
return static_cast<int>(d_);
} // for: double me= *d1; //ok
double& operator*(void) {
return *data_;
} // for: double *me2= (double*)d1;
operator double*(void){
return data_;
} private:
double d_;
double *data_;
}; int add(int a, int b) {
return a + b;
} #include <vector>
std::vector<double> add_vec(double* d1, double* d2)
{
std::vector<double> r(10);
for(int i=0; i<10; i++){
r[i]=d1[i]+d2[i];
} return r;
} int main() {
D d1 = 1.1;
D d2 = 2.2;
std::cout << add(d1, d2) << std::endl; double me= *d1; //ok
std::cout<<"me:"<<me<<std::endl;
double *me2= (double*)d1; // ok std::vector<double> r;
r=add_vec(d1, d2);
for(int i=0; i<r.size(); i++){
std::cout<<r[i]<<" "<<std::endl;
} //std::cout << add_vec(d1, d2) << std::endl; return 0;
}

输出:

(int)d called!
(int)d called!
3
me:1.1
3.3 
3.3 
3.3 
3.3 
3.3 
3.3 
3.3 
3.3 
3.3 
3.3

补充:

注意到:

    double me=    *d1;
double *me= (double*)d1;

第二个的意义为把 D类型当成一个指针, 然后把把指针(即地址)赋值给me

第一个意义为:把D类型先假设指针,然后把指针指向的值转给me

二者等价,所以,可删除其中一个冗余定义,经过测试,代码仍能正常运行

    // for: double *me2= (double*)d1;
operator double*(void){
return data_;
}

但是如果:

    // for: double me=    *d1;      //ok
double& operator*(void) {
return *data_;
}

则会报错:

Press ENTER or type command to continue
main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:62:27: error: invalid cast from type ‘D’ to type ‘double*’
main.cpp:63:18: error: invalid conversion from ‘int’ to ‘double*’ [-fpermissive]
main.cpp:69:21: error: invalid conversion from ‘int’ to ‘double*’ [-fpermissive]
main.cpp:44:21: error:   initializing argument 1 of ‘std::vector<double> add_vec(double*, double*)’ [-fpermissive]
main.cpp:69:21: error: invalid conversion from ‘int’ to ‘double*’ [-fpermissive]
main.cpp:44:21: error:   initializing argument 2 of ‘std::vector<double> add_vec(double*, double*)’ [-fpermissive]

仔细理解,编译器这样做是有道理的,因为第一个重载只是第一个的特殊情况,不能包括第一个,而第二个重载却能包含第一个

更多参见

Can a cast operator be explicit?

How do conversion operators work in C++?