C++中的显式构造函数

本文通过两个C++示例介绍了如何利用显式构造函数来避免潜在的类型隐式转换问题,特别是针对自定义类的实例化过程。

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以两个C++的小例子来说明怎样通过使用显式构造函数来防止隐式转换。

 


    有如下一个简单的复数类:

class ClxComplex
{
public:
    ClxComplex(double dReal = 0.0, double dImage = 0.0) { m_dReal = dReal; dImage = dImage; }

    double GetReal() const { return m_dReal; }
    double GetImage() const { return m_dImage; }

private:
    double m_dReal;
    double m_dImage;
};
    我们知道,下面的3行代码是等价的:

ClxComplex lxTest = 2.0;
ClxComplex lxTest = ClxComplex(2.0);
ClxComplex lxTest = ClxComplex(2.0, 0.0);
    其实,对于前两行来说,编译器都是把它们转换成第3行的代码来实现的。因为我们写了构造函数,编译器就按照我们的构造函数来进行隐式转换,直接把一个double数值隐式转换成了一个ClxComplex的对象。可是,有些时候,我们不希望进行隐式转换,或者隐式转换会造成错误。比如下面的一个简化的字符串类:

class ClxString
{
public:
    ClxString(int iLength);
    ClxString(const char *pString);
    ~ClxString();

private:
    char *m_pString;
};

ClxString::ClxString(int iLength)
{
    if (iLength > 0)
        m_pString = new char[iLength];
}

ClxString::ClxString(const char *pString)
{
    m_pString = new char[strlen(pString)];
    strcpy(m_pString, pString);
}

ClxString::~ClxString()
{
    if (m_pString != NULL)
        delete m_pString;
}
    我们可以用字符串的长度来初始化一个ClxString的对象,但是我们却不希望看到下面的代码:

ClxString lxTest = 13;  // 等同于ClxString lxTest = ClxString(13);
    这会给阅读代码造成不必要的歧义。
    还有,我们知道下面的代码是用字符串A来初始化一个ClxString的对象:

ClxString lxTest = "A";  // 等同于ClxString lxTest = ClxString("A");
    可是,如果有人写成:

ClxString lxTest = 'A';  // 等同于ClxString lxTest = ClxString(65);
    那上面的代码就会初始化一个长度为65(字母A的ASCII码值,在C和C++中,字符是以ASCII值存储的)的字符串。
    当然,上面的情况都不是我们希望看到的。在这个时候我们就要用到显示构造函数了。
    将构造函数声明成explicit就可以防止隐式转换。
    下面是使用显示构造函数的ClxString:

class ClxString
{
public:
    explicit ClxString(int iLength);
    ClxString(const char *pString);
    ~ClxString();

private:
    char *m_pString;
};
    在这种情况下,要想用字符串的长度来初始化一个ClxString对象,那就必须显示的调用构造函数:

ClxString lxTest = ClxString(13);
    而下面这些代码将不能通过编译。

ClxString lxTest = 13;
ClxString lxTest = 'A';

### 定义构造函数C++ 中,构造函数用于初始化类的对象。可以通过多种方定义构造函数。 #### 默认构造函数 当声明对象而未提供参数时,默认构造函数会被调用。例如: ```cpp class Stock { public: // Default constructor Stock() { // Initialization code here } }; Stock qiang; // 使用默认构造函数[^1] ``` #### 带参数的构造函数 可以定义带有一个或多个参数的构造函数来进行更复杂的初始化操作: ```cpp class Point { private: int x; int y; public: // Parameterized constructor Point(int initX, int initY) : x(initX), y(initY) {} void displayPoint() const { std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl; } }; ``` 在此例子中,`Point` 类通过带有两个整数作为参数的构造函数被实例化,这些参数用来设置 `x` 和 `y` 的初始值。 #### 复制构造函数 复制构造函数是在创建新对象并将其初始化为现有对象副本的情况下使用的特殊成员函数: ```cpp class MyClass { public: // Copy constructor MyClass(const MyClass& other) { // Deep copy or shallow copy logic goes here } // Other members... }; ``` 此构造函数接收一个常量引用类型的参数,并通常执行深拷贝以确保新的对象不会意外地影响原始对象的数据。 #### 移动构造函数C++11) 移动语义允许资源的有效转移而不是复制,在某些情况下提高了性能: ```cpp class Buffer { public: // Move constructor Buffer(Buffer&& source) noexcept : data(source.data) { source.data = nullptr; } private: char* data; }; ``` 这段代码展示了如何实现无异常抛出(`noexcept`)的移动构造函数,它接管了临时对象中的指针所有权而不做任何分配或释放动作。 #### 自定义转换构造函数 还可以定义接受单个参数的构造函数以便于隐类型转换;如果希望阻止这种自动转换,则应将此类构造函数标记为 `explicit` 关键字修饰: ```cpp class NumberWrapper { public: explicit NumberWrapper(int value): num(value) {} private: int num; }; // 下面这行会报错因为NumberWrapper的构造函数是explicit指定的 // NumberWrapper nw = 5; // 正确的方应该是这样写 NumberWrapper nw(5); ``` 上述内容涵盖了不同种类的构造函数及其用途。对于特定需求可以选择合适的构造方法来满足程序逻辑的要求。
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