C++基础---构造函数与关键字explicit

本文详细解释了C++中explicit关键字的作用及应用场景,通过对比不同构造函数的使用情况,展示了如何利用explicit关键字来避免不必要的隐式类型转换,从而提高代码的安全性和可读性。

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1. 构造函数与关键字explicit

1.1 关键字explicit

  • 针对C++中一个参数的构造函数(或者除了第一个参数外其余参数都有默认值的多参构造函数), 承担了两个角色,一是个构造器 ;二是个默认且隐含的类型转换操作符。
  • 所以,有时候在我们写下如 AAA = XXX, 这样的代码, 且恰好XXX的类型正好是AAA单参数构造器的参数类型, 这时候编译器就自动调用这个构造器, 创建一个AAA的对象。这样看起来好象很酷, 很方便。 但在某些情况下, 却违背了本意。
  • 这时候就要在这个构造器前面加上关键字explicit修饰,指定这个构造器只能被明确的调用,不能作为类型转换操作符被隐含的使用。可以阻止不应该允许的经过转换构造函数进行的隐式转换的发生。
    注:explicit构造函数是用来防止隐式转换的,因为声明为explicit的构造函数不能在隐式转换中使用。

1.2 关键字explicit的应用

  • 不可否认,在实际项目开发中确实很少有人会使用explicit关键字,在但在MFC库或标准库中相关类中explicit出现的频率是很高的。
  • 了解explicit关键字的功能及其使用,对于我们阅读使用库是很有帮助的,而且在编写自己的代码时也可以尝试使用。既然C++语言提供这种特性,我想在有些时候这种特性将会非常有用。

    
    #include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    class Test1
    {
    public:
        Test1()
        {
            num1=0;
            num2=0;
        }//默认构造函数
    
        Test1(int n1)
        {
            num1=n1;
        }//普通构造函数
    
        Test1(int n1, int n2)
        {
            num1=n1;
            num2=n2;
        }//普通构造函数
    
        void set_num1(int n1)
        {
            num1 = n1;
        }
    
        int get_num1()
        {
            return num1;
        }
    
        void set_num2(int n2)
        {
            num2 = n2;
        }
    
        int get_num2()
        {
            return num2;
        }
    
    private:
        int num1;
        int num2;
    };
    
    class Test2
    {
    public:
        Test2()
        {
            num1=0;
            num2=0;
        }//默认构造函数
    
        Test2(int n1, int n2)
        {
            num1=n1;
            num2=n2;
        }//普通构造函数
    
        void set_num1(int n1)
        {
            num1 = n1;
        }
    
        int get_num1()
        {
            return num1;
        }
    
        void set_num2(int n2)
        {
            num2 = n2;
        }
    
        int get_num2()
        {
            return num2;
        }
    
    private:
        int num1;
        int num2;
    };
    
    class Test3
    {
    public:
        Test3()
        {
            num1=0;
            num2=0;
        }//默认构造函数
    
        explicit Test3(int n1)
        {
            num1=n1;
        }//explicit(显式)构造函数
    
        Test3(int n1, int n2)
        {
            num1=n1;
            num2=n2;
        }//普通构造函数
    
        void set_num1(int n1)
        {
            num1 = n1;
        }
    
        int get_num1()
        {
            return num1;
        }
    
        void set_num2(int n2)
        {
            num2 = n2;
        }
    
        int get_num2()
        {
            return num2;
        }
    
    private:
        int num1;
        int num2;
    };
    
    int main()
    {
        //Test1
        Test1 t1;
        cout<<"Test1 t1;//执行成功"<<endl<<"num1="<<t1.get_num1()<<" num2="<<t1.get_num2()<<endl;
    
        t1 = 11;
        cout<<"Test1 t1 = 11;//执行成功"<<endl<<"num1="<<t1.get_num1()<<" num2="<<t1.get_num2()<<endl;
    
        t1 = Test1(12);
        cout<<"t1 = Test1(12);//执行成功"<<endl<<"num1="<<t1.get_num1()<<" num2="<<t1.get_num2()<<endl;
    
        t1 = Test1(12, 21);
        cout<<"t1 = Test1(12, 21);//执行成功"<<endl<<"num1="<<t1.get_num1()<<" num2="<<t1.get_num2()<<endl;
        cout<<endl;
    
        //Test2
        Test2 t2;
        cout<<"Test2 t2;//执行成功"<<endl<<"num1="<<t2.get_num1()<<" num2="<<t2.get_num2()<<endl;
    
        //t2 = 11;
        //error C2679: 二进制“=”: 没有找到接受“int”类型的右操作数的运算符(或没有可接受的转换)
        cout<<"Test2 t2 = 11;//编译不成功"<<endl;
    
        //t2 = Test2(12);
        //error C2440: “<function-style-cast>”: 无法从“int”转换为“Test2”
        cout<<"t1 = Test1(12);//编译不成功"<<endl<<"num1="<<t2.get_num1()<<" num2="<<t2.get_num2()<<endl;
    
        t2 = Test2(12, 21);
        cout<<"t2 = Test2(12, 21);//执行成功"<<endl<<"num1="<<t2.get_num1()<<" num2="<<t2.get_num2()<<endl;
        cout<<endl;
    
        //Test3
        Test3 t3;
        cout<<"Test3 t3;//执行成功"<<endl<<"num1="<<t3.get_num1()<<" num2="<<t3.get_num2()<<endl;
    
        //t3 = 11;
        //error C2679: 二进制“=”: 没有找到接受“int”类型的右操作数的运算符(或没有可接受的转换)
        cout<<"Test3 t3 = 11;//编译不成功"<<endl;
    
        t3 = Test3(12);
        cout<<"t3 = Test3(12);//执行成功"<<endl<<"num1="<<t3.get_num1()<<" num2="<<t3.get_num2()<<endl;
    
        t3 = Test3(12, 21);
        cout<<"t3 = Test3(12, 21);//执行成功"<<endl<<"num1="<<t3.get_num1()<<" num2="<<t3.get_num2()<<endl;
        cout<<endl;
    
        system("pause");
        return 0;
    }
    =>Test1 t1 = 11;//执行成功
      num1=11 num2=-858993460
      t1 = Test1(12);//执行成功
      num1=12 num2=-858993460
      t1 = Test1(12, 21);//执行成功
      num1=12 num2=21
    
      Test2 t2;//执行成功
      num1=0 num2=0
      Test2 t2 = 11;//编译不成功
      t1 = Test1(12);//编译不成功
      num1=0 num2=0
      t2 = Test2(12, 21);//执行成功
      num1=12 num2=21
    
      Test3 t3;//执行成功
      num1=0 num2=0
      Test3 t3 = 11;//编译不成功
      t3 = Test3(12);//执行成功
      num1=12 num2=-858993460
      t3 = Test3(12, 21);//执行成功
      num1=12 num2=21

    注:隐式转换常常带来程序逻辑的错误,而且这种错误一旦发生是很难察觉的。尽量不要使用隐式转换。


参考文献:
[1]《C++全方位学习》范磊——第十章
[2] 百度搜索关键字:C++函数、构造函数、关键字explicit

### 6-2 Tree 类的构造函数和成员函数 #### 构造函数 当类中未显定义任何构造函数时,C++ 编译器会自动提供一个无参数的默认构造函数[^2]。然而,在 `6-2 Tree` 类的情况下,为了初始化特定的数据结构,通常需要自定义构造函数来设置初始状态。 假设 `6-2 Tree` 是一种二叉查找树(BST),其基本实现可能如下所示: ```cpp template<typename T> class BinaryTree { public: /// 默认构造函数用于创建空树 BinaryTree() : root_(nullptr) {} private: struct TreeNode { T value; TreeNode* left = nullptr; TreeNode* right = nullptr; explicit TreeNode(const T& val) : value(val) {} }; TreeNode* root_; }; ``` 此代码片段展示了如何通过私有嵌套结构体 `TreeNode` 来表示树中的节点,并利用公有的构造函数初始化 `_root` 成员变量为 `nullptr` 表示一棵空树。 #### 成员函数 对于 `BinaryTree<T>` 的操作方法可以分为几大类别:遍历、查询以及修改。下面列举了一些常见的成员函数及其简单描述: 1. **插入新元素** 插入功能允许向树中添加新的键值对而不违反 BST 属性。 ```cpp void insert(const T& key); ``` 2. **删除现有元素** 删除指定的关键字并保持剩余部分仍然满足 BST 性质。 ```cpp bool remove(const T& key); ``` 3. **查找给定关键字的位置** 返回是否存在该关键词或者找到对应的节点位置。 ```cpp TreeNode* find(const T& key) const; ``` 4. **前序/中序/后序遍历** 提供三种不同的方访问所有存储于树内的项目。 ```cpp void preOrderTraverse(std::function<void(TreeNode*)> visitor) const; void inOrderTraverse(std::function<void(TreeNode*)> visitor) const; void postOrderTraverse(std::function<void(TreeNode*)> visitor) const; ``` 这些接口提供了基础的操作集,使得用户能够有效地管理二叉搜索树的内容。实际应用中可能会根据需求扩展更多实用的功能。
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