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详解 C++ 的隐式类型转换与函数重载

C++


详解 C++ 的隐式类型转换与函数重载

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作者 | 樱雨楼
责编 | 屠敏
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
在上篇中，我们讨论了C++中与隐式类型转换相关的一些话题，而函数重载是与隐式类型转换相关的又一大重要话题，本篇将要讨论的内容即为隐式类型转换与函数重载之间的相关话题 。
1.隐式类型转换与重载确定
C++中，如果同时定义了多个函数名称相同，但函数签名不同的函数，则此行为称为函数重载 。调用重载函数时，编译器将根据调用的参数数量与类型确定被调用的是哪一个函数，此过程称为重载确定 。在重载确定过程中，如果编译器发现不止一个函数都是当前调用的最佳版本，则将引发二义性编译时错误 。
需要声明的是：重载确定是一个非常复杂的话题，本文没有对重载确定的所有情况进行详尽的论述，而只是提出了其中一些与隐式类型转换关联较大的，或具有代表性的话题进行论述 。
首先，引用《C++ Primer》中对于重载确定的隐式类型转换等级的说明：
为了确定最佳匹配，编译器将实参类型到形参类型的转换划分成几个等级，具体排序如下所示：
1. 精确匹配，包括以下情况：
  • 实参类型和形参类型相同
  • 实参从数组类型或函数类型转换成对应的指针类型
  • 向实参添加顶层const或从实参中删除顶层const
2. 通过const转换实现的匹配
3. 通过类型提升实现的匹配
4. 通过算术类型转换或指针转换实现的匹配
5. 通过类类型转换实现的匹配
根据这段内容，我们可以得到以下要点：
  1. 数组向指针，以及函数向函数指针的隐式类型转换并不被C++视为隐式类型转换，其只是语法上的差别
  2. 显然，顶层const在不同变量之间不存在传递性
  3. 涉及底层const的类型转换被视为最接近精确匹配的隐式类型转换
  4. 类型提升优先于算术类型转换
  5. 自定义的类型转换等级最低，且各种自定义类型转换之间无先后差别
我们首先来看一个最简单的例子：
void test(int) {}void test(int, int = 0) {}int main{test(0); // 调用哪一个test？}上述代码中，我们仅通过一个int调用了test函数，此时，编译器无法确定调用的函数版本应该是void test(int)还是void test(int, int = 0)，所以此调用是具有二义性的 。
再来看一个根据形参类型进行重载确定的例子：
void test(int) {}void test(double) {}int main{test(0); // void test(int)test(0.); // void test(double)test('0'); // void test(int)，因为char -> int比char -> double更优}上述代码中，显然，test(0)调用是void test(int)版本的精确匹配，且test(0.)调用是void test(double)版本的精确匹配 。考察test('0')，由于char -> int属于类型提升，其比char -> double更优，故编译器选择了void test(int)版本，并将char通过隐式类型转换转为int 。
接下来讨论用户自定义的类型转换与重载确定之间的关系 。
首先，C++对于隐式类型转换有一条非常重要的规则：对于单次隐式类型转换，用户定义的隐式类型转换方案与算术类型转换各可出现一次，且顺序不限 。
围绕此条性质，首先可以得到的结论是：不允许出现不止一次的用户定义的隐式类型转换 。
参考以下代码：
// 定义A -> B -> C的隐式类型转换struct A {};struct B { B(const A &) {} };struct C { C(const B &) {} };int main{B b = A; // A -> BC c1 = A; // Error! 不可以连续使用两次自定义的隐式类型转换C c2 = B(A); // B -> C}上述代码中，使用A类对象对B类变量赋值是可行的，因为我们定义了A -> B的转换构造函数，但如果我们试图通过多个转换构造函数实现A -> B，然后B -> C的隐式类型转换，则会引发编译时错误 。
对于同时存在算术类型转换与用户定义的类型转换的情况，重载确定将分为以下几种情况：
1. 存在精确匹配的类型转换
参考以下代码：
struct A { operator int { return 0; } operator double { return 0.; } };int main{static_cast<double>(A);}上述代码中，A类可以同时向int与double进行类型转换，由于A -> double是operator double的精确匹配，则编译器将选择此版本 。
2. 存在多个可行的用户定义的类型转换，但不存在精确匹配的类型转换
参考以下代码：
struct A { operator int { return 0; } operator double { return 0.; } };int main{static_cast<long double>(A); // 二义性错误！}


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