《effective c++閱讀筆記》條款46: 需要類型轉(zhuǎn)換時(shí)請為模版定義非成員函數(shù)

1.閱讀這個(gè)條款時(shí)槽地,首先要復(fù)習(xí)下條款24的內(nèi)容

條款24:若所有參數(shù)皆需要類型轉(zhuǎn)換截驮,請為此采用non-member函數(shù)

只有當(dāng)參數(shù)位于參數(shù)列表內(nèi)桨昙,這個(gè)參數(shù)才是隱式轉(zhuǎn)換的參與者稽犁。
this并不會參與隱式轉(zhuǎn)換
所以若想讓所有的實(shí)參可以參與隱式轉(zhuǎn)換弱左,則要把成員函數(shù)變成非成員函數(shù)代嗤。

Class Rational{
    Rational(int numerator = 0, 
             int denominator = 1)
    const Rational & operator* (const Rational & lhs); //成員函數(shù)
}
Rational onehalf(1,2);
auto result =  onehalf * 2; //編譯通過
 result = 2 * half 棘钞;//編譯不過

他們調(diào)用的都是const Rational & operator* ((this),const Rational & lhs)這個(gè)成員函數(shù)
第二個(gè)乘法式調(diào)用時(shí) 2->不能對this 進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換,所以會出現(xiàn)編譯錯誤干毅,如果想讓左右兩個(gè)參數(shù)都可以進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換宜猜,必須讓左右都為const Rational &,即是非成員函數(shù)的形式

2.條款46在條款24的情況下進(jìn)行了拓展

在使用模版的情況下硝逢,并且需要類型轉(zhuǎn)換姨拥,該如何定義接口

2.1 仿照條款24, 使用普通的非成員函數(shù)
#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class  Rational;
template <typename T>
Rational<T> operator*(const Rational<T> &lhs,const Rational<T> &rhs );
template <typename T>
class Rational{
    friend Rational operator* <T>(const Rational &lhs,const Rational &rhs );
public:
    Rational(const T & numerator = 0,const T &denominator = 1):numerator_(numerator),denominator_(denominator){}
    T numerator() const{ return numerator_;} ;
    T denominator() const {return denominator_;};
private:
    T numerator_;
    T denominator_;
};
template <typename T>
Rational<T> operator*(const Rational<T> &lhs,const Rational<T> &rhs ){
    return Rational<T>(lhs.numerator_*rhs.numerator_,lhs.denominator_*rhs.numerator_);
}

int main() {
    Rational<int> r(1, 2);
    Rational<int> l(1, 2);
    Rational<int> result = l * r; //編譯通過
    result = r * 2; //編譯失敗
}

問題在于當(dāng)調(diào)用這個(gè) result = r * 2 時(shí),在編譯階段在讀到這個(gè)語句時(shí)會對以下這個(gè)模版函數(shù)實(shí)例化
template <typename T>
Rational<T> operator(const Rational<T> &lhs,const Rational<T> &rhs );
這個(gè)非成員模版函數(shù)渠鸽,在這里首先根據(jù)參數(shù)進(jìn)行模版推斷
1.根據(jù) r 也就是Rational<int> 進(jìn)行推導(dǎo),T為int叫乌,所以實(shí)例化出如下函數(shù)
template <typename T>
Rational<int> operator
(const Rational<int> &lhs,const Rational<int> &rhs );
然而隱式轉(zhuǎn)換只發(fā)生在函數(shù)調(diào)用階段(函數(shù)已經(jīng)編譯好存在了),模版推導(dǎo)在編譯階段徽缚,這樣的推導(dǎo)無法匹配int憨奸。
所以發(fā)生編譯錯誤。
所以第一種非成員函數(shù)是行不通的凿试,介紹第二種非成員函數(shù)

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class  Rational;
//template <typename T>
//Rational<T> operator*(const Rational<T> &lhs,const Rational<T> &rhs );
template <typename T>
class Rational{

  //  friend Rational operator* <T>(const Rational &lhs,const Rational &rhs );
    friend Rational operator* (const Rational &lhs,const Rational &rhs ){
      return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),lhs.numerator() * rhs.numerator());
    }

public:
    Rational(const T & numerator = 0,const T &denominator = 1):numerator_(numerator),denominator_(denominator){}
    T numerator() const{ return numerator_;} ;
    T denominator() const {return denominator_;};
private:
    T numerator_;
    T denominator_;
};
//template <typename T>
//Rational<T> operator*(const Rational<T> &lhs,const Rational<T> &rhs ){
//    return Rational<T>(lhs.numerator_*rhs.numerator_,lhs.denominator_*rhs.numerator_);
//}

int main() {
    Rational<int> r(1, 2);
    Rational<int> l(1, 2);
    Rational<int> result = r * l;
    result = r * 2; //編譯成功
}

為什么這種“在類內(nèi)部非成員函數(shù)”排宰,可以編譯成功似芝。
因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)模版的實(shí)例化是在line 30 Rational<int> r(1, 2);
編譯器在讀到Rational<int>,開始生成以int為實(shí)參的Rational板甘,這時(shí)順便就將內(nèi)部的
operator* 進(jìn)行模版實(shí)例化党瓮。然后之后再調(diào)用 result = r * 2 ,在作用域內(nèi)可以找到一個(gè)已經(jīng)存在的operator*
并且可以進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換

總結(jié)

一般來說聲明在類內(nèi)部的函數(shù)都是成員函數(shù),但成員函數(shù)因?yàn)榇嬖趖his盐类,函數(shù)其中一個(gè)參數(shù)無法進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)寞奸。
如果使用一般聲明定義在外部的非成員函數(shù),確實(shí)沒有this了在跳,但是在進(jìn)行模版實(shí)例化階段是無法推導(dǎo)隱式轉(zhuǎn)換的情況的枪萄。
所以就出現(xiàn)了一種帶friend的成員內(nèi)部函數(shù)。有了friend就沒有this了硬毕,而成員內(nèi)部的聲明也滿足了在類第一次被使用時(shí)進(jìn)行模版實(shí)例化呻引,調(diào)用時(shí)將存在一個(gè)已經(jīng)存在的可調(diào)用的函數(shù)。所以就解決了這個(gè)問題
所以是不是可以理解為friend單獨(dú)聲明函數(shù)時(shí)的一個(gè)小用處就是去掉this?

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