由ios学到的C++用户自定义转换

     与学长在群里讨论到了iostream的>>操作符的返回值问题，记得曾经找资料的时候有说过>>返回的是流引用，不过可以被转换成bool，因此可以被直接用在while中作为条件。当时就记得有这么回事，也没有继续深入；今天正好借此机会好好补一补，心得记录下来，备用。

 

     我翻看了vc6.0中的iostream及相关头文件，所有>>操作符的返回值都是basic_stream<>&（另外模板对char*和wchar_t*做了特别的定义），并没有返回bool型的；随后百度，发现了端倪：

 

//<xiosbase> in VC6.0
        operator void *() const
                {return (fail() ? 0 : (void *)this); }
        bool operator!() const
                {return (fail()); }

 

     在vc6里上面的两个函数是在class ios_base中,位于文件XIOSBASE。不怕大家笑话，本菜从未见过operator void*这样的重载，甚是不解。我只看过一本C++的教程，是谭浩强先生的《C++程序设计》，还是第一版。那本书当时我大概完整地看了有三四遍，记得书中没有讲过有关用户自定义转换的东西，也很久没有再碰过那本书了，因为借给了同学……还是自己再找点东西吧。

 

     首先，>>操作符返回的是流引用，所以才可以实现连续>>的操作。>>和<<都是从左至右结合，就是说譬如cin>>a>>b;这样的语句，先结合cin>>a，输入a之后返回流引用（就相当于是cin），继续与后面的>>b结合，就相当于是cin>>b，再次输入b的值。

 

     其次，ios_base还重载了void*。这种重载相当于是定义了一种转换，由当前类型转换到重载中声明的类型。由其他类型转换至当前类型很简单，依靠构造函数就能解决；而从当前类型转换至其他类型就需要靠这种重载来转换，而且这种转换可以衔接到标准转换序列中。比如上述void*的转换，返回的是一个指针，指针的本质其实就相当于一个ULONG类型的变量，进而转换至bool类型。所以，不论是while（cin）还是while（cin>>a）这样的写法，都可以得到正确的结果。

 

     因此，用户自定义转换主要用于用户自定义类型与其他类型（既包括内置类型也包括自定义类型）之间的相互转换，可以分为两大部分：从其他类型到当前类型的转换；从当前类型到其他类型的转换。前者主要是利用构造函数实现，后者主要靠重载转换操作符来实现，而且重载函数没有参数也没有返回值。另外，这种转换之后的类型只允许进入标准转换序列。也就是说，如果在用户自定义转换之后仍需进行另一次用户自定义转换，编译器将不会进行隐式转换（也许我们用该要么勤快一点，多写一步显示转换；要么一步到位，再重载一个转换操作符）。不过这种重载也可能造成二义性，也分两种情况：

 

1.类型转换序列中的二义性问题

 

     这种二义性在标准转换序列中就比较常见，比如float和int都可以经由标准序列转换为long（没有一个是精确匹配），此时就是二义的；这种情况当然可能出现在我们的用户自定义转换当中。

 

2.两种用户自定义转换之间的矛盾

 

     假如有这样一个代码，class A中由构造函数提供了从B到A的隐式转换（通过构造函数）；而在B中提供了由B到A的转换（通过重载转换操作符），那么在转换的时候到底应该应用哪一个呢？此问编译器不解，遂其罢工也……

 

     解决方法是这样的：一种方法为调用B.operator A()来显示调用（有人说用A(B)也能达到目的，可以成功编译。也许是C++标准和编译器实现不同所致？），另一种方法为用explicit关键字显示声明A的构造函数，这样A的构造函数将不再参与隐式转换，也就消除了此类转换的二义性。