从Qt谈到C++(一)：关键字explicit与隐式类型转换

转载：果冻虾仁

 

提出疑问

当我们新建了一个Qt的widgets应用工程时。会自动生成一个框架，包含了几个文件。

其中有个mainwindow.h的头文件。就是你要操纵的UI主界面了。我们看看其中的一段代码：

class MainWindow : public QMainWindow  
{  
    Q_OBJECT//一个宏，暂不考虑  
  
public:  
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);  
    ~MainWindow();  
  
private:  
    Ui::MainWindow *ui;  
};  

这段代码定义了一个新的类MainWindow，继承自QMainWindow。我们可以看到在它的构造函数里，前面有一个关键字 explicit 。

相信大家都对没有这个关键字的构造函数不陌生。那么这个 explicit 是起到什么作用的呢?

explicit研究

 

explicit是C++中的关键字，不是C语言中的。英文直译是“明确的”、“显式的”意思。

出现这个关键字的原因，是在C++中有这样规定的基础上：当定义了只有一个参数的构造函数时，同时也定义了一种隐式的类型转换。先看类型转换。

 

类型转换

 

C/C++中，有很多类型转换。比如：

double a = 12.34;  
int b = (int)a;  

我们都知道这时b的值是12. 在变量前面加括号包裹的类型，就能实现显式的类型转换。这种叫做强制类型转换。

顺便值得一提的是，C++中还支持这种强制类型转换的例子：

double a = 12.34;  
int b = int(a);  

除此之外，还有一种转换叫做 隐式类型转换。

double a = 12.34;  
int b = a;  

同样的，b的值也是12.虽然没有显式的转换类型，但是编译器会帮你自动转换。同样的，不仅是基本数据类型，自己定义的类和对象之间也存在这种转换关系。

 隐式转换的场景

等于号与构造函数

比如你有一个类的对象A：

class A  
{  
public:  
    A(int i)  
    {  
        a = i;  
    }  
    int getValue()  
    {  
        return a;  
    };  
private:  
    int a;  
};  

你会发现，你在main函数中，使用下面的语句时是合法的：

A a;  
a  = 10;  

之所以类A的对象可以直接使用整型通过等于号来初始化，是因为这一语句调用了默认的单参数构造函数，这种构造函数又称 类型转换构造函数。

其效果等价于A temp(10); a(temp);

首先编译器执行A temp(10);在栈中创建了一个临时对象（假设叫做temp）。然后再调用对象a的拷贝初始化构造函数 a(temp) 给a初始化。然后临时对象temp销毁。这就是编译器做的隐式转换工作。你可以想到这样的隐式操作的结果和直接显示调用A a(10);的结果是一样的，但是隐式转换因为使用了拷贝构造函数所以在开销上会更高一些。当然这基本数据类型，或许不明显。如果一个复杂的对象，比如Qt的窗口。那么开销可想而知。
注意当你使用A a = 10;时并不会产生中间的临时对象。而是直接把10作为参数传递给类型转换构造函数。

又如当你使用如下语句会不通过：

A a = "123";  

因为没有参数为字符串的单参数构造函数。知道了这个，你修改一下就能通过了。

class A  
{  
public:  
    A(int i)  
    {  
        a = i;  
    }  
    A(char * c)  
    {  
        a=c[0];  
    }  
    int getValue()  
    {  
        return a;  
    };  
private:  
    int a;  
};  

 函数调用

我们再定义一个函数print 用来打印A对象的值。

void print(A a)  
{  
    cout<<a.getValue();  
}; 

在main函数中：

void main()  
{  
    print(10);  
}  

这样是可以编译运行的。虽然我们并没有创建一个类A的对象来传给print 函数。但是编译器默认会调用类A的单参数构造函数，创建出一个类A的对象出来。

 加上explicit

上面可以看出编译器会为你做一些，隐式的类型转换工作。这或许会让你感到方便，但是有时候却会带来麻烦。我们来做一个假设：

上面这个类A，只接受整型和字符串型。所以你想传递一个字符串 “2” 作为参数来构造一个新的对象。比如 A b = “2”; 然而，你却写错了，双引号写成了单引号变成了 A b = ‘2’; 然而这样并不会报错。编译器 会把 字符 ‘2’ 转型成 整型 也就是它的ascll码—— 50。为了避免这样我们不希望的隐式转换，我们可以加上explicit 关键字。

public:  
    explicit A(int i)  
    {  
        a=i;  
    }  

这样就能避免隐式的类型转换了，当你误写成单引号的时候，就会报错。这样就只允许显示的调用单参数构造函数了。如 A a(10); A b("123"); 

不仅如此，在加上explicit之后，print函数也会报错了。因为编译器不会主动调用explicit标识的构造器。这就需要你自己显示的来调用了：

print(A(10));  

当然了，是否应该禁止隐式转换是没有定论的，没有一种放之四海皆准的标准，具体看你的情景需要了。

一般而言，显示调用构造器，能避免一些麻烦，让程序员手动来管理。很多人说C++难，因为很多东西对于程序员来说不是透明的，比如内存释放什么的，这个显式调用也是需要程序员自己动手的。然而我感觉这正是C++的魅力所在，C++给了程序员几乎等同于上帝的权力，所有一切都能自己掌控，还比如运算符重载的权力，甚至像Qt这样可以自定义slot和signal关键字(其实是宏)，这在其他高级语言里是不可想象的。当然了，语言这东西，是仁者见仁智者见智的。没必要争论优劣。我一直认为的是：没有最优秀的语言，只有最合适的语言。编程语言本身没有优劣之分，但是不同程序员对于不同语言确有好恶之别。

顺便一提

explicit关键字只用在类内部的声明中。在外部的实现部分不需要使用。

#include<iostream>  
using namespace std;  
class A  
{  
public:  
    explicit A(int i);  
    A(char * c)  
    {  
        a=c[0];  
    }  
    int getValue()  
    {  
        return a;  
    };  
private:  
    int a;  
};  
A::A(int i)//无需再指明explicit  
{  
    a=i;  
}  
void print(A a)  
{  
    cout<<a.getValue();  
};  
void main()  
{  
    print(A(10));  
}