C 型別轉換

用轉換建構函式可以將乙個指定型別的資料轉換為類的物件。但是不能反過來將乙個類的物件轉換為乙個其他型別的資料(例如將乙個complex類物件轉換成double型別資料)。

c++提供型別轉換函式(type conversion function)來解決這個問題。型別轉換函式的作用是將乙個類的物件轉換成另一型別的資料。如果已宣告了乙個complex類，可以在complex類中這樣定義型別轉換函式：

operator double( )

函式返回double型變數real的值。它的作用是將乙個complex類物件轉換為乙個double型資料，其值是complex類中的資料成員real的值。請注意，函式名是operator double，這點是和運算子過載時的規律一致的（在定義運算子「+」的過載函式時，函式名是operator +）。

型別轉換函式的一般形式為：

operator 型別名( )

在函式名前面不能指定函式型別，函式沒有引數。其返回值的型別是由函式名中指定的型別名來確定的。型別轉換函式只能作為成員函式，因為轉換的主體是本類的物件。不能作為友元函式或普通函式。

從函式形式可以看到，它與運算子過載函式相似，都是用關鍵字operator開頭，只是被過載的是型別名。double型別經過過載後，除了原有的含義外，還獲得新的含義(將乙個complex類物件轉換為double型別資料，並指定了轉換方法)。這樣，編譯系統不僅能識別原有的double型資料，而且還會把complex類物件作為double型資料處理。

那麼程式中的complex類對具有雙重身份，既是complex類物件，又可作為double型別資料。complex類物件只有在需要時才進行轉換，要根據表示式的上下文來決定。轉換建構函式和型別轉換運算子有乙個共同的功能：當需要的時候，編譯系統會自動呼叫這些函式，建立乙個無名的臨時物件(或臨時變數)。

[例10.9] 使用型別轉換函式的簡單例子。

#include

using namespace std;

class complex

complex(double r,double i)

operator double( ) //型別轉換函式

private:

double real;

double imag;

};int main( )

對程式的分析：

1) 如果在complex類中沒有定義型別轉換函式operator double，程式編譯將出錯。因為不能實現double 型資料與complex類物件的相加。現在，已定義了成員函式 operator double，就可以利用它將complex類物件轉換為double型資料。請注意，程式中不必顯式地呼叫型別轉換函式，它是自動被呼叫的，即隱式呼叫。在什麼情況下呼叫型別轉換函式呢？編譯系統在處理表示式 2.5 +cl 時，發現運算子「+」的左側是double型資料，而右側是complex類物件，又無運算子「+」過載函式，不能直接相加，編譯系統發現有對double的過載函式，因此呼叫這個函式，返回乙個double型資料，然後與2.5相加。

2) 如果在main函式中加乙個語句：

c3=c2;

請問此時編譯系統是把c2按complex類物件處理呢，還是按double型資料處理？由於賦值號兩側都是同一類的資料，是可以合法進行賦值的，沒有必要把c2轉換為double型資料。

3) 如果在complex類中宣告了過載運算子「+」函式作為友元函式：

complex operator+ (complex c1，complex c2)//定義運算子「+」過載函式

若在main函式中有語句

c3=c1+c2;

由於已對運算子「+」過載，使之能用於兩個complex類物件的相加，因此將c1和c2按complex類物件處理，相加後賦值給同類物件c3。如果改為

d=c1+c2; //d為double型變數

將c1與c2兩個類物件相加，得到乙個臨時的complex類物件，由於它不能賦值給double型變數，而又有對double的過載函式，於是呼叫此函式，把臨時類物件轉換為double資料，然後賦給d。

從前面的介紹可知，對型別的過載和對運算子的過載的概念和方法都是相似的，過載函式都使用關鍵字operator。因此，通常把型別轉換函式也稱為型別轉換運算子函式，由於它也是過載函式，因此也稱為型別轉換運算子過載函式(或稱強制型別轉換運算子過載函式)。

假如程式中需要對乙個complex類物件和乙個double型變數進行+，-，*，/等算術運算，以及關係運算和邏輯運算，如果不用型別轉換函式，就要對多種運算子進行過載，以便能進行各種運算。這樣，是十分麻煩的，工作量較大，程式顯得冗長。如果用型別轉換函式對double進行過載(使complex類物件轉換為double型資料)，就不必對各種運算子進行過載，因為complex類物件可以被自動地轉換為double型資料，而標準型別的資料的運算，是可以使用系統提供的各種運算子的。

[例10.10] 包含轉換建構函式、運算子過載函式和型別轉換函式的程式。先閱讀以下程式，在這個程式中只包含轉換建構函式和運算子過載函式。

#include

using namespace std;

class complex

//預設建構函式

complex(double r)//轉換建構函式

complex(double r,double i)//實現初始化的建構函式

friend complex operator + (complex c1,complex c2); //過載運算子「+」的友元函式

void display( );

private:

double real;

double imag;

};complex operator + (complex c1,complex c2)//定義運算子「+」過載函式

void complex::display( )

int main( )

注意，在visual c++ 6.0環境下執行時，需將第一行改為#include ，並刪去第2行，否則編譯不能通過。

對程式的分析：

1) 如果沒有定義轉換建構函式，則此程式編譯出錯。

2) 現在，在類complex中定義了轉換建構函式，並具體規定了怎樣構成乙個複數。由於已過載了算符「+」，在處理表示式c1+2.5時，編譯系統把它解釋為

operator+(c1, 2.5)

由於2.5不是complex類物件，系統先呼叫轉換建構函式complex(2.5)，建立乙個臨時的complex類物件，其值為(2.5+0i)。上面的函式呼叫相當於

operator+(c1, complex(2.5))

將c1與(2.5+0i) 相加，賦給c3。執行結果為

(5.5+4i)

3) 如果把「c3=c1+2.5;」改為c3=2.5+c1; 程式可以通過編譯和正常執行。過程與前相同。

從中得到乙個重要結論，在已定義了相應的轉換建構函式情況下，將運算子「+」函式過載為友元函式，在進行兩個複數相加時，可以用交換律。

如果運算子函式過載為成員函式，它的第乙個引數必須是本類的物件。當第乙個運算元不是類物件時，不能將運算子函式過載為成員函式。如果將運算子「+」函式過載為類的成員函式，交換律不適用。

由於這個原因，一般情況下將雙目運算子函式過載為友元函式。單目運算子則多過載為成員函式。

4) 如果一定要將運算子函式過載為成員函式，而第乙個運算元又不是類物件時，只有乙個辦法能夠解決，再過載乙個運算子「+」函式，其第乙個引數為double型。當然此函式只能是友元函式，函式原型為

friend operator+(double, complex &);

顯然這樣做不太方便，還是將雙目運算子函式過載為友元函式方便些。

5) 在上面程式的基礎上增加型別轉換函式：

operator double( )

此時complex類的公用部分為：

public:

complex( )

complex(double r) //轉換建構函式

complex(double r，double i)

operator double( )//型別轉換函式

friend complex operator+ (complex c1，complex c2); //過載運算子「+」

void display( );

其餘部分不變。程式在編譯時出錯，原因是出現二義性。

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