C++ explicit关键字详解

首先, C++中的explicit关键字只能用于修饰只有一个参数的类构造函数, 它的作用是表明该构造函数是显示的, 而非隐式的, 跟它相对应的另一个关键字是implicit, 意思是隐藏的,类构造函数默认情况下即声明为implicit(隐式).

那么显示声明的构造函数和隐式声明的有什么区别呢? 我们来看下面的例子:

1. class CxString  // 没有使用explicit关键字的类声明, 即默认为隐式声明  
2. {  
3. public:  
4.     char *_pstr;  
5.     int _size;  
6.     CxString(int size)  
7.     {  
8.         _size = size;                // string的预设大小  
9.         _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存  
10.         memset(_pstr, 0, size + 1);  
11.     }  
12.     CxString(const char *p)  
13.     {  
14.         int size = strlen(p);  
15.         _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存  
16.         strcpy(_pstr, p);            // 复制字符串  
17.         _size = strlen(_pstr);  
18.     }  
19.     // 析构函数这里不讨论, 省略...  
20. };  
21.   
22.     // 下面是调用:  
23.   
24.     CxString string1(24);     // 这样是OK的, 为CxString预分配24字节的大小的内存  
25.     CxString string2 = 10;    // 这样是OK的, 为CxString预分配10字节的大小的内存  
26.     CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数, 错误为: “CxString”: 没有合适的默认构造函数可用  
27.     CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的  
28.     CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)  
29.     CxString string6 = 'c';   // 这样也是OK的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码  
30.     string1 = 2;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配2字节的大小的内存  
31.     string2 = 3;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配3字节的大小的内存  
32.     string3 = string1;        // 这样也是OK的, 至少编译是没问题的, 但是如果析构函数里用free释放_pstr内存指针的时候可能会报错, 完整的代码必须重载运算符"=", 并在其中处理内存释放  

上面的代码中, "CxString string2 = 10;" 这句为什么是可以的呢? 在C++中, 如果的构造函数只有一个参数时, 那么在编译的时候就会有一个缺省的转换操作:将该构造函数对应数据类型的数据转换为该类对象. 也就是说 "CxString string2 = 10;" 这段代码, 编译器自动将整型转换为CxString类对象, 实际上等同于下面的操作:

1. CxString string2(10);  
2. 或  
3. CxString temp(10);  
4. CxString string2 = temp;  

但是, 上面的代码中的_size代表的是字符串内存分配的大小, 那么调用的第二句 "CxString string2 = 10;" 和第六句 "CxString string6 = 'c';" 就显得不伦不类, 而且容易让人疑惑. 有什么办法阻止这种用法呢? 答案就是使用explicit关键字. 我们把上面的代码修改一下, 如下:

1. class CxString  // 使用关键字explicit的类声明, 显示转换  
2. {  
3. public:  
4.     char *_pstr;  
5.     int _size;  
6.     explicit CxString(int size)  
7.     {  
8.         _size = size;  
9.         // 代码同上, 省略...  
10.     }  
11.     CxString(const char *p)  
12.     {  
13.         // 代码同上, 省略...  
14.     }  
15. };  
16.   
17.     // 下面是调用:  
18.   
19.     CxString string1(24);     // 这样是OK的  
20.     CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换  
21.     CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数  
22.     CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的  
23.     CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)  
24.     CxString string6 = 'c';   // 这样是不行的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码, 但explicit关键字取消了隐式转换  
25.     string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
26.     string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
27.     string3 = string1;        // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载  

explicit关键字的作用就是防止类构造函数的隐式自动转换.

上面也已经说过了, explicit关键字只对有一个参数的类构造函数有效, 如果类构造函数参数大于或等于两个时, 是不会产生隐式转换的, 所以explicit关键字也就无效了. 例如: 

1. class CxString  // explicit关键字在类构造函数参数大于或等于两个时无效  
2. {  
3. public:  
4.     char *_pstr;  
5.     int _age;  
6.     int _size;  
7.     explicit CxString(int age, int size)  
8.     {  
9.         _age = age;  
10.         _size = size;  
11.         // 代码同上, 省略...  
12.     }  
13.     CxString(const char *p)  
14.     {  
15.         // 代码同上, 省略...  
16.     }  
17. };  
18.   
19.     // 这个时候有没有explicit关键字都是一样的  

但是, 也有一个例外, 就是当除了第一个参数以外的其他参数都有默认值的时候, explicit关键字依然有效, 此时, 当调用构造函数时只传入一个参数, 等效于只有一个参数的类构造函数, 例子如下:

1. class CxString  // 使用关键字explicit声明  
2. {  
3. public:  
4.     int _age;  
5.     int _size;  
6.     explicit CxString(int age, int size = 0)  
7.     {  
8.         _age = age;  
9.         _size = size;  
10.         // 代码同上, 省略...  
11.     }  
12.     CxString(const char *p)  
13.     {  
14.         // 代码同上, 省略...  
15.     }  
16. };  
17.   
18.     // 下面是调用:  
19.   
20.     CxString string1(24);     // 这样是OK的  
21.     CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换  
22.     CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数  
23.     string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
24.     string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
25.     string3 = string1;        // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载  

以上即为C++ explicit关键字的详细介绍.

在C++程序中很少有人去使用explicit关键字，不可否认，在平时的实践中确实很少能用的上。再说C++的功能强大，往往一个问题可以利用好几种C++特性去解决。但稍微留心一下就会发现现有的MFC库或者C++标准库中的相关类声明中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。

按默认规定，只用传一个参数的构造函数也定义了一个隐式转换。举个例子：

（下面这个CExample没有什么实际的意义，主要是用来说明问题）

//Example.h

#pragma once

class CExample

{

public:

CExample(void);

public:

~CExample(void);

public:

int m_iFirst;

int m_iSecond;

public:

CExample(int iFirst, int iSecond = 4);

};

//Example.cpp

#include "StdAfx.h"

#include "Example.h"

CExample::CExample(void)

: m_iFirst(0)

{

}

CExample::~CExample(void)

{

}

CExample::CExample(int iFirst, int iSecond):m_iFirst(iFirst), m_iSecond(iSecond)

{

}

//TestExplicitKey.cpp

...//其它头文件

#include "Example.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

CExample objOne; //调用没有参数的构造函数

CExample objTwo(12, 12); //调用有两个参数的构造函数

CExample objThree(12); //同上，可以传一个参数是因为该构造函数的第二个参数有默认值

CExample objFour = 12; //执行了隐式转换,等价于CExample temp(12);objFour(temp);注意这个地方调用了

//编译器为我们提供的默认复制构造函数

return 0;

}

如果在构造函数声明中加入关键字explicit，如下

explicit CExample(int iFirst, int iSecond = 4);

那么CExample objFour = 12; 这条语句将不能通过编译。在vs05下的编译错误提示如下

error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'int' to 'CExample'

        Constructor for class 'CExample' is declared 'explicit'

对于某些类型，这一情况非常理想。但在大部分情况中，隐式转换却容易导致错误（不是语法错误，编译器不会报错）。隐式转换总是在我们没有察觉的情况下悄悄发生，除非有心所为，隐式转换常常是我们所不希望发生的。通过将构造函数声明为explicit（显式）的方式可以抑制隐式转换。也就是说，explicit构造函数必须显式调用。

引用一下Bjarne Stroustrup的例子:

class String{

      explicit String(int n);

      String(const char *p);

};

String s1 = 'a'; //错误：不能做隐式char->String转换

String s2(10);   //可以：调用explicit String(int n);

String s3 = String(10);//可以：调用explicit String(int n);再调用默认的复制构造函数

String s4 = "Brian"; //可以：隐式转换调用String(const char *p);再调用默认的复制构造函数

String s5("Fawlty"); //可以：正常调用String(const char *p);

void f(String);

String g()

{

    f(10); //错误：不能做隐式int->String转换

    f("Arthur"); //可以：隐式转换，等价于f(String("Arthur"));

    return 10; //同上

}

在实际代码中的东西可不像这种故意造出的例子。

发生隐式转换，除非有心利用，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。

原则上应该在所有的构造函数前加explicit关键字，当你有心利用隐式转换的时候再去解除explicit，这样可以大大减少错误的发生。