c++ explicit的详细阐述

发布时间:2023-05-24

一、explicit的作用

在C++中,explicit关键字可以在构造函数声明前加上,防止编译器进行自动类型转换,强制要求调用者必须强制类型转换才能调用该函数,避免了将一个参数类型转换成其他类型的疏忽错误。 例如,有一个只有一个int参数的类的构造函数,如果我们不加explicit关键字,则可以直接将int隐式转换成该类对象,如下所示:

class Test {
public:
    Test(int num) {
        this->num = num;
    }
private:
    int num;
};
int main() {
    Test obj = 10; // 可以直接将10赋值给obj
    return 0;
}

这样做存在隐式类型转换的风险,可能会导致不可预料的结果。为了避免这种情况,我们需要在构造函数声明前加上explicit关键字:

class Test {
public:
    explicit Test(int num) {
        this->num = num;
    }
private:
    int num;
};
int main() {
    Test obj(10); // 必须显式地将10转换成Test对象
    return 0;
}

二、explicit在类型转换中的应用

explicit关键字也可用于定义转换函数,将其标记为不允许隐式转换。与构造函数不同,任何用于转换目标类型的单参数构造函数都可以用作隐式转换,即使它不带explicit关键字。而对于转换函数,explicit关键字对重载运算符类型转换(比如+, ==)也是有效的。 例如:

class Test {
public:
    int num;
    explicit Test(int num) {
        this->num = num;
    }
    operator int() {
        return num;
    }
};
int main() {
    Test obj(10);
    int num1 = obj.num;
    int num2 = obj;
    return 0;
}

在该示例中,我们定义了一个将Test类型转换成int类型的转换函数 operator int()。由于没有带explicit关键字,因此可以进行隐式转换,即可以直接将Test类型的对象赋值给int类型的变量。但是,如果我们在operator int()的前面加上explicit关键字,则只能显式地将Test对象转换成int类型:

class Test {
public:
    int num;
    explicit Test(int num) {
        this->num = num;
    }
    explicit operator int() {
        return num;
    }
};
int main() {
    Test obj(10);
    int num1 = obj.num;
    int num2 = obj; // 编译错误:无法从Test转换到int
    int num3 = static_cast<int>(obj);
    return 0;
}

三、explicit和默认参数的结合

如果不加explicit关键字,会导致默认参数的失效。例如:

class Test {
public:
    explicit Test(int num1, int num2 = 0) {
        this->num1 = num1;
        this->num2 = num2;
    }
private:
    int num1;
    int num2;
};
int main() {
    Test obj1(10); // 编译错误,无法匹配到参数
    Test obj2(10, 20); // 正确
    return 0;
}

由于加了explicit关键字,导致默认参数无法正常使用。因此,要想使用默认参数必须添加默认参数的构造函数:

class Test {
public:
    Test(int num1) {
        this->num1 = num1;
        this->num2 = 0;
    }
    Test(int num1, int num2) {
        this->num1 = num1;
        this->num2 = num2;
    }
private:
    int num1;
    int num2;
};
int main() {
    Test obj1(10); // 正确
    Test obj2(10, 20); // 正确
    return 0;
}

四、explicit和模板结合

explicit关键字也可以用于模板中,来控制在模板实例化时,是否进行隐式类型转换:

template<typename T>
class Test {
public:
    explicit Test(T num) {
        this->num = num;
    }
private:
    T num;
};
int main() {
    Test<int> obj1(10);
    Test<double> obj2(10.5);
    Test<int> obj3 = 10; // 编译错误:无法从int转换到Test<int>
    Test<double> obj4 = 10.5; // 编译错误:无法从double转换到Test<double>
    return 0;
}

如上所示,由于在模板中加了explicit关键字,所以无法进行隐式类型转换,必须显式地进行类型转换。如果我们不加explicit关键字,则可以直接进行隐式类型转换。

五、总结

在C++中,explicit关键字的主要作用是防止编译器进行自动类型转换,避免了将一个参数类型转换成其他类型的疏忽错误。它可以在构造函数和转换函数中使用,配合重载运算符类型转换也是有效的。但是,explicit关键字有时会影响到默认参数的使用,也有可能造成代码冗长,需要根据实际情况灵活应用。