Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

SmallInt si;

si = 4; // неявно преобразует 4 в SmallInt, а затем

// вызывает SmallInt::operator=

si + 3; // неявно преобразует si в int с последующим целочисленным

// суммированием

Хотя компилятор применяет только одно пользовательское преобразование за раз (см. раздел 4.11.2), неявное пользовательское преобразование можно предварить или сопроводить стандартным (встроенным) преобразованием (см. раздел 4.11.1). В результате конструктору SmallIntможно передать любой арифметический тип. Точно так же можно использовать оператор преобразования для преобразования объекта класса SmallIntв int, а затем преобразовать полученное значение типа intв другой арифметический тип:

// аргумент типа double преобразуется в int с использованием

// встроенного преобразования

SmallInt si = 3.14; // вызов конструктора SmallInt(int)

// оператор преобразования класса SmallInt преобразует si в int

si + 3.14; // int преобразуется в double с использованием встроенного

// преобразования

Поскольку операторы преобразования применяются неявно, нет никакого способа передать аргументы этим функциям. Следовательно, операторы преобразования не могут быть определены как получающие параметры. Хотя функция преобразования не определяет тип возвращаемого значения, каждая из них должна возвратить значение соответствующего типа:

class SmallInt;

operator int(SmallInt&); // ошибка: не член класса

class SmallInt {

public:

int operator int() const; // ошибка: тип возвращаемого значения

operator int(int = 0) const; // ошибка: список параметров

operator int*() const { return 42; } // ошибка: 42 не указатель

};

Как и в случае с перегруженными операторами, разумное использование функций преобразования помогает существенно упростить работу разработчика класса и сделать полученный класс удобным в применении. Однако здесь есть две потенциальные ловушки: определение слишком большого количества функций преобразования может привести к неоднозначности кода, а некоторые преобразования могут оказаться скорее вредными, чем полезными.

Для примера рассмотрим класс Date, представляющий данные о дате. Вполне очевидно, что имеет смысл предоставить способ преобразования объекта класса Dateв объект типа int. Но какое значение должна возвращать функция преобразования? Она могла бы возвратить десятичное представление года, месяца и дня. Например, 30 июля 1989 года могло бы быть представлено как значение 19800730 типа int. В качестве альтернативы оператор преобразования мог бы возвращать целое число, соответствующее количеству дней, начиная с некоторой эпохальной даты. Счетчик мог бы считать дни с 1 января 1970 года или некой другой отправной точки. У обоих преобразований есть желаемое свойство, что более поздние даты соответствуют большим целым числам, что может быть очень полезно.

Проблема в том, что нет единого и полного соответствия между объектом типа Dateи значением типа int. В таких случаях лучше не определять оператор преобразования. Вместо него класс должен определить один или несколько обычных членов, чтобы извлекать эту информацию в различных форматах.

На практике классы редко предоставляют операторы преобразования. Пользователи, вероятней всего, будут просто удивлены, случись преобразование автоматически, без помощи явного преобразования. Но из этого эмпирического правила есть одно важное исключение: преобразование в тип boolявляется вполне общепринятым для классов.

По прежним версиям стандарта перед классами с преобразованием в тип boolстояла проблема: поскольку тип boolарифметический, объект этого типа, допускающего преобразование в тип bool, применим в любом контексте, где ожидается арифметический тип. Такие преобразования могут происходить весьма удивительными способами. В частности, если бы у класса istreamбыло преобразование в тип bool, то следующий код вполне компилировался бы:

int i = 42;

cin << i; // этот код был бы допустим, если бы преобразование

// в тип bool не было явным!

Эта программа пытается использовать оператор вывода для входного потока. Для класса istreamоператор <<не определен, поэтому такой код безусловно ошибочен. Но этот код мог бы использовать оператор преобразования в тип bool, чтобы преобразовать объект cinв bool. Полученное значение типа boolбыло бы затем преобразовано в тип int, который вполне применим как левый операнд встроенной версии оператора сдвига влево. В результате преобразованное значение типа bool(1 или 0) было бы сдвинуто влево на 42 позиции.

Явный оператор преобразования

Чтобы предотвратить подобные проблемы, новый стандарт вводит явный оператор преобразования (explicit conversion operator):

class SmallInt { public:

// компилятор не будет автоматически применять это преобразование

explicit operator int() const { return val; }

// другие члены как прежде

};

Подобно явным конструкторам (см. раздел 7.5.4), компилятор не будет (обычно) использовать явный оператор преобразования для неявных преобразований:

SmallInt si = 3; // ok: конструктор класса SmallInt не является явным

si + 3; // ошибка: нужно неявное преобразование, но оператор int

// является явным

static_cast(si) + 3; // ok: явный запрос преобразования

Если оператор преобразования является явным, такое преобразование вполне можно осуществить. Но за одним исключением такое приведение следует осуществить явно.

Исключение состоит в том, что компилятор применит явное преобразование в выражении, используемом как условие. Таким образом, явное преобразование будет использовано неявно для преобразования выражения, используемого как:

• условие оператора if, whileили do;

• выражение условия в заголовке оператора for;

• операнд логического оператора NOT ( !), OR ( ||) или AND ( &&);

• выражение условия в условном операторе ( ?:).

В прежних версиях библиотеки типы ввода-вывода определяли преобразование в тип void*. Это было сделано во избежание проблем, описанных выше. По новому стандарту библиотека ввода-вывода определяет вместо этого явное преобразование в тип bool.