C++类型转换与隐式构造函数

Question

我正在实现一个表示分数的C++类。下面是我的代码。

class Fraction
{
    public:
        Fraction(char i);
        Fraction(int i);
        Fraction(short i);
        Fraction(long int l);
#ifdef __LP64__
        Fraction(long long l);
#endif
        Fraction(float f);
        Fraction(double d);
        Fraction(double x, double y);

        Fraction operator +() const;
        Fraction operator -() const;

        Fraction& operator +=(const Fraction& other);
        Fraction& operator -=(const Fraction& other);
        Fraction& operator *=(const Fraction& other);
        Fraction& operator /=(const Fraction& other);

        bool operator ==(const Fraction& other);
        bool operator !=(const Fraction& other);
        bool operator  >(const Fraction& other);
        bool operator  <(const Fraction& other);
        bool operator >=(const Fraction& other);
        bool operator <=(const Fraction& other);

        operator double();
        operator float();

        static void commonize(Fraction& a, Fraction& b);
        void shorten();

        double getNumerator();
        double getDenominator();

        friend Fraction operator +(Fraction const& a, Fraction const& b);
        friend Fraction operator -(Fraction const& a, Fraction const& b);
        friend Fraction operator *(Fraction const& a, Fraction const& b);
        friend Fraction operator /(Fraction const& a, Fraction const& b);
        friend ostream& operator <<( ostream& o, const Fraction f);

    protected:
        double numerator, denominator;

};

我现在有两个小问题。现在正在尝试呼叫。

Fraction a(1, 2);
cout << (3 + a) << endl;

仅仅导致这个错误：

fractiontest.cpp:26: error: ambiguous overload for ‘operator+’ in ‘3 + a’
fractiontest.cpp:26: note: candidates are: operator+(int, double) <built-in>
fractiontest.cpp:26: note:                 operator+(int, float) <built-in>

我只想要这个：

explicit operator double();
explicit operator float();

但显然，这并不起作用。我希望只有在使用转换符号时才调用这两个转换符号。例如：Fraction f(1, 2); double d = (double)(f);

- Atmocreations

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根据梅耶斯在《More Effective C++》中的描述，对于重载转换运算符（和拥有非显式单参数构造函数），你应该三思而后行。 - Oliver Charlesworth

谢谢Oli。我知道存在非显式单参数（也称为转换）构造函数的问题。我想我应该重新考虑一下转换运算符。而且我猜你不能重载int::int(Fraction f)，因为int是一个原始类型... - Atmocreations

@Roland：嗯，不错...float没错。其他的并不是非常必要，它们只是为了完整性而存在 ;) 感谢你指出来。 - Atmocreations

所有这些构造函数都是糟糕的设计。只需要一个接受一个或两个 double 的构造函数，如果必要，让调用者进行转换即可。这与完整性无关，因为您未能允许从可以转换为 double 或 float 的 UDT 构造您的类，例如。这很好：它不是您的类的责任将任何类型强制转换为 double，它的责任是像分数一样运作。此外，为什么分数组件要使用浮点数？它们不应该是整数吗？简而言之：选择一种类型（或使您的类成为模板），并放弃其他类型。 - GManNickG

@GMan：嗯，你说得对。不知怎么的，我已经知道会有人提出这个问题:P 我必须承认这是作业，有时候给出的例子毫无意义。无论如何，还是谢谢你 :) - Atmocreations

Answer 1

去除转换运算符，3 + a 应该使用你的朋友 operator+ ，并通过隐式构造函数 Fraction(int i); 将 3 隐式转换为 Fraction。

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编辑：对于显式转换运算符，C++0x 具体允许此操作：

12.3.2 [class.conv.fct] p2 转换函数可以是显式的，在这种情况下，它仅被视为直接初始化的用户定义转换。

C++03 标准没有具体提到此内容。

- Xeo

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谢谢您的非常快速的回复。这个方法确实有效，就像我之前使用过的那个一样。但是现在当我想要将它转换为double类型时，唯一的方法是创建一个成员函数来完成，对吗？这意味着它不是自动的... - Atmocreations

甚至更好的做法是定义operator+(int, const Fraction&)，并消除同样令人不悦的隐式构造函数！ - Oliver Charlesworth

@Atmo：是的，要么这样，要么使用手动转换的explicit operator：3 + (int)a;。通常更喜欢成员函数，因为隐式转换可能会非常危险。 - Xeo

@Oli：我认为为类拥有隐式构造函数是完全可以的，因为其他方式会导致很多代码重复。 - Xeo

@Xeo：我同意关于代码重复的观点（尽管可以通过在例如operator+(const Fraction&, const Fraction&)中定义'operator+（int，const Fraction&）来解决这个问题）。但恰好这种类是隐式构造函数为什么不好的典型示例，因为它们增加了以打字错误为基础的难以发现的bug的方式数量。 - Oliver Charlesworth

Answer 2

按照定义，转换运算符是隐式的。您无法将它们显式化。

通常的解决方案是使用成员函数来进行转换。我认为您还可以创建一个专门的模板方法，它看起来就像一个static_cast，并调用显式类方法。

- Mark B

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请查看我的答案评论，关于显式转换运算符的内容，我正在搜索C++0x FDIS。 - Xeo

谢谢，马克。因此，“自动转换”似乎不可能。成员函数可以使用，我知道什么是static_cast，但你能给我一个提示，你所说的static_cast方法是什么吗？ - Atmocreations