用户定义转换

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表达式
概述
值类别(左值 lvalue、右值 rvalue、亡值 xvalue)
求值顺序(序列点)
常量表达式
不求值表达式
初等表达式
lambda 表达式(C++11)
字面量
整数字面量
浮点字面量
布尔字面量
字符字面量,包含转义序列
字符串字面量
空指针字面量(C++11)
用户定义字面量(C++11)
运算符
赋值运算符a=ba+=ba-=ba*=ba/=ba%=ba&=ba|=ba^=ba<<=ba>>=b
自增与自减++a--aa++a--
算术运算符+a-aa+ba-ba*ba/ba%b~aa&ba|ba^ba<<ba>>b
逻辑运算符a||ba&&b!a
比较运算符a==ba!=ba<ba>ba<=ba>=b
成员访问运算符a[b]*a&aa->ba.ba->*ba.*b
其他运算符a(...)a,ba?b:c
运算符的替代表示形式
优先级和结合性
折叠表达式(C++17)
new 表达式
delete 表达式
throw 表达式
alignof
sizeof
sizeof...(C++11)
typeid
noexcept(C++11)
运算符重载
类型转换
隐式转换
const_cast
static_cast
reinterpret_cast
dynamic_cast
显式转换 (T)aT(a)
用户定义转换
 

允许从类类型到其他类型的隐式转换显式转换

[编辑] 语法

转换函数声明类似非静态成员函数函数模板,而无显式的返回类型,并拥有下列形式的名称:

operator conversion-type-id (1)
explicit operator conversion-type-id (2) (C++11 起)
1) 声明用户定义的转换函数,它参与所有隐式显式转换
2) 声明用户定义的转换函数,它仅参与直接初始化显式转换

conversion-type-id 是一个类型 id ,除了函数与数组运算符 []() 不允许出现于其声明器中(从而转换到诸如指向数组指针的类型要求类型别名/ typedef 或标识模板:见后述)。无关乎 typedef , conversion-type-id 不能表示数组或函数类型。

尽管返回类型不允许出现于用户定义转换函数的声明中,声明文法decl-specifier-seq 可以存在并可包含任何异于 type-specifier 或关键词 static 的指定符。尤其是在 explicit 外,亦允许指定符 inlinevirtualconstexprfriend (注意 friend 要求有限定名: friend A::operator B(); )。

类 X 中声明这种成员函数时它进行从 X 到 conversion-type-id 的转换:

struct X {
    // 隐式转换
    operator int() const { return 7; }
 
    // 显式转换
    explicit operator int*() const { return nullptr; }
 
//   错误:数组运算符不允许出现于 conversion-type-id 中
//   operator int(*)[3]() const { return nullptr; }
    using arr_t = int[3];
    operator arr_t*() const { return nullptr; } // OK 若通过 typedef 进行
//  operator arr_t () const; // 错误:不允许任何情况下转换到数组
};
 
int main()
{
    X x;
 
    int n = static_cast<int>(x);   // OK :设 n 为 7
    int m = x;                     // OK :设 m 为 7
 
    int* p = static_cast<int*>(x);  // OK :设 p 为 null
//  int* q = x; // 错误:无隐式转换
 
    int (*pa)[3] = x;  // OK
}

[编辑] 解释

用户定义的转换函数在隐式转换的第二阶段被调用,第二阶段由零或一个转换构造函数或零或一个用户定义转换函数构成。

若转换函数和转换构造函数都能用于进行用户定义转换,则转换函数和转换构造函数都为复制初始化引用初始化语境中的重载决议所考虑,但在直接初始化语境中只考虑转换构造函数。

struct To {
    To() = default;
    To(const struct From&) {} // 转换构造函数
};
 
struct From {
    operator To() const {return To();} // 转换函数
};
 
int main()
{
    From f;
    To t1(f); // 直接初始化:调用构造函数
// (注意,若转换构造函数不可用,则选择隐式复制构造函数,且调用转换函数以准备其参数)
    To t2 = f; // 复制初始化:歧义
// (注意,若转换函数来自非 const 类型,例如 From::operator To(); 
//  则它在此情况中替代构造函数被选中)
    To t3 = static_cast<To>(f); // 直接初始化:调用构造函数
    const To& r = f; // 引用初始化:歧义
}

到其自身(可有 cv 限定)类(或到其引用),和到类型 void 的转换函数可以定义,但无法作为转换序列的一部分执行,除非在某些情况下通过派发:

struct D;
struct B {
    virtual operator D() = 0;
};
struct D : B
{
    operator D() override { return D(); }
};
 
int main()
{
    D obj;
    D obj2 = obj; // 不调用 D::operator D()
    B& br = obj;
    D obj3 = br; // 通过虚派发调用 D::operator D() 
}

它亦可用成员函数调用语法调用:

struct B {};
struct X : B {
    operator B&() { return *this; };
};
 
int main()
{
    X x;
    B& b1 = x;                  // 不调用 X::operatorB&()
    B& b2 = static_cast<B&>(x); // 不调用 X::operatorB&
    B& b3 = x.operator B&();    // 调用 X::operator&
}

显式调用转换函数时,类型 id 是贪心的:它是作为合法类型 id 的最长可能记号序列(包括属性,若存在):

& x.operator int * a; // 分析为 & (x.operator int*) a
                      // 而非 & (x.operator int) * a

占位符 auto 可用于 conversion-type-id ,指示推导的返回类型

struct X {
    operator int(); // OK
    operator auto() -> short;  // 错误:尾随返回类型不是语法的一部分
    operator auto() const { return 10; } // OK :推导的返回类型
};

注意:转换函数模板不允许拥有推导的返回类型。

(C++14 起)

转换函数可以继承而且可以为,但不能为静态。导出类的转换函数不会隐藏基类中的转换函数,除非它们转换到同一类型。

转换函数可以为模板成员函数,例如std::auto_ptr<T>::operator auto_ptr<Y>。可应用的特殊规则参阅成员模板模板实参推导