C++ explicit (用于修饰只有一个参数的类构造函数)

本文详细介绍了C++中explicit关键字的使用方法及其目的。通过示例对比了explicit和非explicit构造函数的区别,解释了如何避免意外的类型转换。

from https://www.cnblogs.com/rednodel/p/9299251.html
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:

class CxString  // 没有使用explicit关键字的类声明, 即默认为隐式声明  
{  
public:  
    char *_pstr;  
    int _size;  
    CxString(int size)  
    {  
        _size = size;                // string的预设大小  
        _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存  
        memset(_pstr, 0, size + 1);  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        int size = strlen(p);  
        _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存  
        strcpy(_pstr, p);            // 复制字符串  
        _size = strlen(_pstr);  
    }  
    // 析构函数这里不讨论, 省略...  
};  
// 下面是调用:  

CxString string1(24);     // 这样是OK的, 为CxString预分配24字节的大小的内存  
CxString string2 = 10;    // 这样是OK的, 为CxString预分配10字节的大小的内存  
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  
CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的  
CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)  
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  
string1 = 2;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配2字节的大小的内存  
string2 = 3;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配3字节的大小的内存  
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:

CxString string2(10);  
或  
CxString temp(10);  
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:

class CxString  // 使用关键字explicit的类声明, 显示转换  
{  
public:  
    char *_pstr;  
    int _size;  
    explicit CxString(int size)  
    {  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
};  
  
// 下面是调用:  

CxString string1(24);     // 这样是OK的  
CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换  
CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数  
CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的  
CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)  
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  
string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
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 

复制代码
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:

class CxString  // explicit关键字在类构造函数参数大于或等于两个时无效  
{  
public:  
    char *_pstr;  
    int _age;  
    int _size;  
    explicit CxString(int age, int size)  
    {  
        _age = age;  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
};  
      // 这个时候有没有explicit关键字都是一样的  

复制代码
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:

class CxString  // 使用关键字explicit声明  
{  
public:  
    int _age;  
    int _size;  
    explicit CxString(int age, int size = 0)  
    {  
        _age = age;  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
    CxString(const char *p)  
    {  
        // 代码同上, 省略...  
    }  
};  
  
// 下面是调用:  

CxString string1(24);     // 这样是OK的  
CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换  
CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数  
string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换  
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.

总结:
explicit关键字只需用于类内的单参数构造函数前面。由于无参数的构造函数和多参数的构造函数总是显示调用,这种情况在构造函数前加explicit无意义。

google的c++规范中提到explicit的优点是可以避免不合时宜的类型变换,缺点无。所以google约定所有单参数的构造函数都必须是显示的,只有极少数情况下拷贝构造函数可以不声明称explicit。例如作为其他类的透明包装器的类。
  effective c++中说:被声明为explicit的构造函数通常比其non-explicit兄弟更受欢迎。因为它们禁止编译器执行非预期(往往也不被期望)的类型转换。除非我有一个好理由允许构造函数被用于隐式类型转换,否则我会把它声明为explicit,鼓励大家遵循相同的政策。

<think>在C++中,`explicit`关键字用于修饰构造函数,以防止编译器进行隐式型转换。它主要应用于只有一个参数构造函数(或者有多个参数,但除了第一个参数外都有默认值的情况),因为这样的构造函数可能会被编译器用于隐式转换。 ### 为什么需要`explicit`? 在没有`explicit`的情况下,如果构造函数只接受一个参数,那么编译器可能会自动调用该构造函数进行隐式转换,这有时会导致意想不到的行为,降低代码的可读性和安全性。 ### 示例分析 以下是一个没有使用`explicit`的构造函数: ```cpp class MyString { public: MyString(int size) { // 允许从int到MyString的隐式转换 // 分配size大小的空间 } }; void printString(const MyString& s) { // 打印字符串 } int main() { printString(10); // 这里编译器会隐式地将int转换为MyString对象 return 0; } ``` 在上面的代码中,`printString`函数期望一个`MyString`对象,但我们传递了一个整数。由于存在接受一个`int`的构造函数,编译器会隐式地将`10`转换为一个`MyString`对象。这可能不是我们想要的,因为`10`可能被误解为字符串内容而不是大小。 ### 使用`explicit`修饰构造函数 为了避免这种隐式转换,我们可以使用`explicit`关键字: ```cpp class MyString { public: explicit MyString(int size) { // 禁止隐式转换 // 分配size大小的空间 } }; void printString(const MyString& s) { // 打印字符串 } int main() { // printString(10); // 错误:不能隐式转换int到MyString printString(MyString(10)); // 正确:显式调用构造函数 return 0; } ``` 现在,如果尝试传递一个整数给`printString`,编译器会报错,因为`explicit`禁止了隐式转换。我们必须显式地创建一个`MyString`对象。 ### 使用场景 1. **防止意外的型转换**:例如,上面的`MyString`例子,避免整数被误认为字符串大小。 2. **提高代码清晰度**:强制显式调用构造函数,使代码意图更明确。 3. **避免歧义**:当有多个构造函数时,使用`explicit`可以避免编译器选择不期望的构造函数进行隐式转换。 ### 注意事项 - `explicit`关键字只对构造函数有效,且只能用于内部的构造函数声明。 - 在C++11及以后,`explicit`可以用于转换运算符(防止隐式型转换)。例如: ```cpp class MyString { public: explicit operator bool() const { // 显式转换为bool return !empty(); } }; ``` 这样,需要显式转换:`if (static_cast<bool>(myString)) {...}`,而不能直接`if (myString) {...}`。 ### 总结 使用`explicit`关键字可以避免由构造函数引起的隐式型转换,从而减少潜在的错误,并提高代码的清晰度。在定义参数构造函数时,除非有充分的理由允许隐式转换,否则应该使用`explicit`。 §§相关问题§§: 1. C++中的隐式型转换有哪些场景? 2. 如何禁止对象之间的隐式转换? 3. 在C++11中,`explicit`关键字还有哪些新的用法? 4. 为什么有时需要避免隐式型转换?</think>### `explicit` 关键字的作用与原理 `explicit` 是 C++用于修饰构造函数的特殊关键字,其主要作用是**禁止编译器的隐式型转换**。当构造函数被声明为 `explicit` 时,编译器将不会自动调用该构造函数进行隐式转换。 #### 未使用 `explicit` 的问题示例 ```cpp class StringWrapper { public: // 未使用 explicit 的转换构造函数 StringWrapper(int size) : size(size) { data = new char[size]; } ~StringWrapper() { delete[] data; } private: int size; char* data; }; void processString(const StringWrapper& str) { // 处理字符串 } int main() { // 编译器隐式转换:int -> StringWrapper processString(10); // 危险!创建了临时对象 // 意外行为:看起来像处理字符串,实际是分配内存 StringWrapper s = 5; // 实际是分配5字节内存 return 0; } ``` **问题分析**: 1. 意外创建临时对象(可能导致资源泄漏) 2. 代码意图不明确(数字被隐式转换为对象) 3. 潜在的资源管理问题 #### 使用 `explicit` 的解决方案 ```cpp class SafeStringWrapper { public: // 使用 explicit 禁止隐式转换 explicit SafeStringWrapper(int size) : size(size) { data = new char[size]; } ~SafeStringWrapper() { delete[] data; } private: int size; char* data; }; void processSafeString(const SafeStringWrapper& str) { // 处理字符串 } int main() { // 编译错误:不能隐式转换 int 到 SafeStringWrapper // processSafeString(10); // 必须显式构造对象 processSafeString(SafeStringWrapper(10)); // 正确:显式构造 // 编译错误:不能隐式转换 // SafeStringWrapper s = 5; SafeStringWrapper s(5); // 正确:显式调用构造函数 return 0; } ``` ### 关键规则与最佳实践 1. **适用场景**: ```cpp class MyClass { public: explicit MyClass(int x); // 参数构造函数 explicit MyClass(int a, int b = 0); // 带默认值的多参数构造函数 }; ``` 2. **C++11 扩展**: ```cpp // explicit用于转换运算符(防止隐式型转换) class Rational { public: explicit operator double() const { return static_cast<double>(numerator)/denominator; } }; Rational r(3,4); double d = r; // 错误:需要显式转换 double d2 = static_cast<double>(r); // 正确 ``` 3. **最佳实践**: - 所有参数构造函数都应声明为 `explicit` - 除非有明确理由需要隐式转换(如字符串) - 在需要隐式转换时,优先使用转换函数而非构造函数 ### 为什么需要 `explicit`? 1. **防止意外转换**:避免数字等基本型被意外转换为对象 2. **提高代码安全性**:强制显式构造,避免资源管理问题 3. **增强代码可读性**:明确标识出构造操作 4. **避免歧义**:在多构造函数情况下防止编译器选择错误的重载
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