【转】认识 C++ 中的 explicit 关键字

C++ 中 explicit 关键字的作用

 

在C++中，explicit关键字用来修饰类的构造函数，被修饰的构造函数的类，不能发生相应的隐式类型转换，只能以显示的方式进行类型转换。

 explicit使用注意事项:explicit 关键字只能用于类内部的构造函数声明上，explicit 关键字作用于单个参数的构造函数。

         在C++中，explicit关键字用来修饰类的构造函数，被修饰的构造函数的类，不能发生相应的隐式类型转换。

在C++中，如果一个类有只有一个参数的构造函数，C++允许一种特殊的声明类变量的方式。在这种情况下，可以直接将一个对应于构造函数参数类型的数据直接赋值给类变量，编译器在编译时会自动进行类型转换，将对应于构造函数参数类型的数据转换为类的对象。如果在构造函数前加上explicit修饰词，则会禁止这种自动转换，在这种情况下，即使将对应于构造函数参数类型的数据直接赋值给类变量，编译器也会报错。

 

下面以具体实例来说明。

 

建立people.cpp 文件，然后输入下列内容：

class People

{

public:

int age;

People (int a)

　{

　 age=a;

　}

};

 

void foo ( void )

{

　People p1(10);　 //方式一

　People* p_p2=new People(10); //方式二

　People p3=10; //方式三

}

 

这段C++程序定义了一个类people，包含一个构造函数，这个构造函数只包含一个整形参数a，可用于在构造类时初始化age变量。

 

然后定义了一个函数foo，在这个函数中我们用三种方式分别创建了三个10岁的“人”。第一种是最一般的类变量声明方式。第二种方式其实是声明了一个people类的指针变量，然后在堆中动态创建了一个people实例，并把这个实例的地址赋值给了p_p2.第三种方式就是我们所说的特殊方式，为什么说特殊呢？我们都知道，C/C++是一种强类型语言，不同的数据类型是不能随意转换的，如果要进行类型转换，必须进行显式强制类型转换，而这里，没有进行任何显式的转换，直接将一个整型数据赋值给了类变量p3.

 

因此，可以说，这里进行了一次隐式类型转换，编译器自动将对应于构造函数参数类型的数据转换为了该类的对象，因此方式三经编译器自动转换后和方式一最终的实现方式是一样的。

 

不相信？耳听为虚，眼见为实，让我们看看底层的实现方式。

 

为了更容易比较方式一和方式三的实现方式，我们对上面的代码作一点修改，去除方式二：

void foo ( void )

{

　 People p1(10);　 //方式一

　 People p3=10; //方式三

}

去除方式二的原因是方式二是在堆上动态创建类实例，因此会有一些额外代码影响分析。修改完成后，用下列命令编译people.cpp

 

 

$ gcc -S people.cpp

"-S"选项是GCC输出汇编代 码。命令执行后，默认生成people.s。关键部分内容如下：

 

.globl _Z3foov

.type _Z3foov, @function

_Z3foov:

.LFB5:

　pushl %ebp

.LCFI2:

　movl %esp, %ebp

.LCFI3:

　 subl $24, %esp

.LCFI4:

　movl $10, 4(%esp)

　leal -4(%ebp), %eax

　movl %eax, (%esp)

　call _ZN6PeopleC1Ei

　movl $10, 4(%esp)

　 leal -8(%ebp), %eax

　movl %eax, (%esp)

　call _ZN6PeopleC1Ei

　leave

　ret

 

看“.LCFI4”行后面的东西，1-4行和5-8行几乎一模一样，1-4行即为方式一的汇编代码，5-8即为方式三的汇编代码。细心的你可能发现2和6行有所不同，一个是-4（%ebp）而另一个一个是-8（%ebp），这分别为类变量P1和P3的地址。

 

对于不可随意进行类型转换的强类型语言C/C++来说，这可以说是C++的一个特性。哦，今天好像不是要说C++的特性，而是要知道explicit关键字的作用？

explicit关键字到底是什么作用呢？它的作用就是禁止这个特性。如文章一开始而言，凡是用explicit关键字修饰的构造函数，编译时就不会进行自动转换，而会报错。

让我们看看吧！修改代码：

 

classPeople

{

public:

int age;

explicit People (int a)

　{

　 age=a;

　}

};

 

然后再编译：

$ gcc -S people.cpp

编译器立马报错：

people.cpp： In function ‘void foo（）’：

people.cpp：23： 错误：请求从 ‘int’转换到非标量类型‘People’

 

以下再以几个例子来加深印象：

例子一：

未加explicit时的隐式类型转换

1. class Circle

2. {

3. public:

4. Circle(double r) : R(r) {}

5. Circle(int x, int y = 0) : X(x), Y(y) {}

6. Circle(const Circle& c) : R(c.R), X(c.X), Y(c.Y) {}

7. private:

8. double R;

9. int X;

10. int Y;

11. };

12.

13. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

14. {

15. //发生隐式类型转换

16. //编译器会将它变成如下代码

17. //tmp = Circle(1.23)

18. //Circle A(tmp);

19. //tmp.~Circle();

20. Circle A = 1.23;

21. //注意是int型的，调用的是Circle(int x, int y = 0)

22. //它虽然有2个参数，但后一个有默认值，仍然能发生隐式转换

23. Circle B = 123;

24. //这个算隐式调用了拷贝构造函数

25. Circle C = A;

26. return 0;

27. }

 

加了explicit关键字后，可防止以上隐式类型转换发生

1. class Circle

2. {

3. public:

4. explicit Circle(double r) : R(r) {}

5. explicit Circle(int x, int y = 0) : X(x), Y(y) {}

6. explicit Circle(const Circle& c) : R(c.R), X(c.X), Y(c.Y) {}

7. private:

8. double R;

9. int X;

10. int Y;

11. };

12.

13. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

14. {

15. //一下3句，都会报错

16. //Circle A = 1.23;

17. //Circle B = 123;

18. //Circle C = A;

19.

20. //只能用显示的方式调用了

21. //未给拷贝构造函数加explicit之前可以这样

22. Circle A = Circle(1.23);

23. Circle B = Circle(123);

24. Circle C = A;

25.

26. //给拷贝构造函数加了explicit后只能这样了

27. Circle A(1.23);

28. Circle B(123);

29. Circle C(A);

30. return 0;

31. }

 

例子二：

class   A  

  {  

        public:  

            A(int);  

        private:  

            int   num;  

  };  

int   Test(const   A&)   //   一个应用函数  

  {  

        ...  

  }  

  Test(2);   //   正确  

过程是这样的:   编译器知道传的值是int而函数需要的是A类型，但它也同时知道调用A的构造函数将int转换成一个合适的A，所以才有上面成功的调用.换句话说，编译器处理这个调用时的情形类似下面这样：  

      const  A  temp(2);   //   从2产生一个临时A对象  

      Test(temp);          //   调用函数  

  

如果代码写成如下样子:  

  class   A  

  {  

        public:  

          explicit   A(int);  

        private:  

          int   num;  

  };  

  int   Test(const   A&)   //   一个应用函数  

  {  

        ...  

  }  

  Test(2);   //   失败,不能通过隐式类型转换将int类型变量构造成成A类型变量

 

例子三：

按照默认规定，只有一个参数的构造函数也定义了一个隐式转换，将该构造函数对应数据类型的数据转换为该类对象，如下面所示：

class String {

      String ( const char* p ); // 用C风格的字符串p作为初始化值

     //…

}

String s1 = “hello”; //OK 隐式转换，等价于String s1 = String（“hello”）;

 

但是有的时候可能会不需要这种隐式转换，如下：

class String {

       String ( int n ); //本意是预先分配n个字节给字符串

       String ( const char* p ); // 用C风格的字符串p作为初始化值

       //…

}

 

下面两种写法比较正常：

String s2 ( 10 );   //OK 分配10个字节的空字符串

String s3 = String ( 10 ); //OK 分配10个字节的空字符串

 

下面两种写法就比较疑惑了：

String s4 = 10; //编译通过，也是分配10个字节的空字符串

String s5 = ‘a’; //编译通过，分配int（‘a’）个字节的空字符串

s4 和s5 分别把一个int型和char型，隐式转换成了分配若干字节的空字符串，容易令人误解。为了避免这种错误的发生，我们可以声明显示的转换，使用explicit 关键字：

class String {

       explicit String ( int n ); //本意是预先分配n个字节给字符串

       String ( const char* p ); // 用C风格的字符串p作为初始化值

       //…

}

加上explicit，就抑制了String ( int n )的隐式转换，下面两种写法仍然正确：

String s2 ( 10 );   //OK 分配10个字节的空字符串

String s3 = String ( 10 ); //OK 分配10个字节的空字符串

 

下面两种写法就不允许了：

String s4 = 10; //编译不通过，不允许隐式的转换

String s5 = ‘a’; //编译不通过，不允许隐式的转换

因此，某些时候，explicit 可以有效得防止构造函数的隐式转换带来的错误或者误解

 

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explicit只对构造函数起作用，用来抑制隐式转换。如：  

  class   A{  

          A(int   a);  

  };  

  int   Function(A   a);  

 

当调用Function(2)的时候，2会隐式转换为A类型。这种情况常常不是程序员想要的结果，所以，要避免之，就可以这样写：  

  class   A{  

          explicit   A(int   a);  

  };  

  int   Function(A   a);  

   

这样，当调用Function(2)的时候，编译器会给出错误信息（除非Function有个以int为参数的重载形式），这就避免了在程序员毫不知情的情况下出现错误。

注意：只是用于一个参数的构造函数（ 如：1、constructor(typename value); 2、construcor(typename value1,typename value2=defaultvalue,typename value3=defaultvalue,...) ），因为两个参数的构造函数几乎没办法隐式的转换，即无法出现classtype classname = value;的情况（因为这样只能赋给一个值）。