C++ Conversion Function（转换函数） and Explicit Keyword

转换函数的目的就是将一个类的对象转换为另一种类型，比如说在数学的角度，一个分数可以转换为一个小数；那么从程序的角度来说，一个分数类（Fraction）的对象也可以转换为浮点数（double），此时就需要用到Conversion Fraction.

Fraction类的代码如下：

class Fraction
{
public:
    Fraction(int num, int den = 1)
            : numerator(num), denominator(den) {}

    operator double() const {
        return static_cast(numerator) / denominator;
    }

private:
    int numerator;    // 分子
    int denominator;  // 分母
};

上述程序的说明：

• 需要注意的是构造函数有两个形参，但最后一个形参有默认值，所以在定义对象的时候，可以只给一个参数，也可以给两个参数：

Fraction f1(5); // 正确 会定义为1/5（此处表示分数，并不是除法）
Fraction f2(3, 5); // 正确 会定义为3/5

• 其中的operator double() const{}就是转换函数，将Fraction对象转换为double，例如：

double d = f2 + 4;  // 4.6

如果没有在类中定义转换函数，那么上述代码会报错，在定义了转换函数之后，f2会转换为double类型的0.6和4相加等到4.6后赋值给变量d.

上面我们探讨了Fraction转换为double，其实反过来也是可以的，假设类的定义是下面这样的：

class Fraction
{
public:
    Fraction(int num, int den = 1)
            : numerator(num), denominator(den) {}
    Fraction operator+(const Fraction& f) {  
	   //do plus （加的动作这里没有详细设计）
       ...
	   return f; 
	} 

private:
    int numerator;    // 分子
    int denominator;  // 分母
};

有如下的对象：

Fraction f(3, 5);
Fraction f2 = f + 4; // 首先调用（non-explicit）构造函数将4转换为Fraction
					 // 再调用operator+

此时就将4转换为了Fraction.

假设当前类的定义为：

class Fraction
{
public:
    Fraction(int num, int den = 1)
            : numerator(num), denominator(den) {}

    operator double() const {
        return static_cast(numerator) / denominator;
    }
    Fraction operator+(const Fraction& f) {  
	   //do plus （加的动作这里没有详细设计）
       ...
	   return f; 
	} 

private:
    int numerator;    // 分子
    int denominator;  // 分母
};

即Conversion Function与non-explicit ctor共存，此时下面的代码会产生歧义：

Fraction f(3, 5);
Fraction f2 = f + 4; // Error: ambiguous

因为对于代码Fraction f2 = f + 4;会有两条可选路径：

• 第一种情况是将4转换为Fraction，再调用operator+;
• 第二种情况是f转换为double类型的0.6，再将0.6和4相加之后得到4.6，再调用non-explicit ctor转换为Fraction.

因为上述两种情况并不存在谁优于谁的情况，所以编译器也不知道调用哪个，所以会报错。

说明：

这里产生二义性并不是因为Conversion Function与non-explicit ctor共存的原因，其产生的原因主要还是我们类的设计。

当不允许发生隐式类型转换时，应该明确拒绝，即在构造函数之前加上 explicit关键字：

class Fraction
{
public:
    explicit Fraction(int num, int den = 1)
            : numerator(num), denominator(den) {}

    operator double() const {
        return static_cast(numerator) / denominator;
    }
    Fraction operator+(const Fraction& f) {  
	   //do plus （加的动作这里没有详细设计）
       ...
	   return f; 
	} 

private:
    int numerator;    // 分子
    int denominator;  // 分母
};

但是下面的代码依旧会出现问题，但是不再是二义性的问题了：

Fraction f(3, 5);
Fraction f2 = f + 4; // Error: conversion from 'double' to non-scalar type       						'Fraction' requested 

此时0x03中的两种路径都行不通了：

• 因为构造函数有explicit修饰，所以4不能再自动转换为Fraction；
• 虽然能够将f转换为double类型的0.6，再将0.6和4相加之后得到4.6，同样因为构造函数有explicit修饰，所以4.6不能再自动转换为Fraction。

所以会报错。