Конвертеры
Конвертер– это особый случай функции-члена класса, реализующий определенное пользователем преобразование объекта в некоторый другой тип. Конвертер объявляется в теле класса путем указания ключевого слова operator, за которым следует целевой тип преобразования.
Имя, находящееся за ключевым словом, не обязательно должно быть именем одного из встроенных типов. В показанном ниже классе Token определено несколько конвертеров. В одном из них для задания имени типа используется typedef tName, а в другом – тип класса SmallInt.
#include "SmallInt.h"
typedef char *tName;
class Token {
public:
Token( char *, int );
operator SmallInt() { return val; }
operator tName() { return name; }
operator int() { return val; }
// другие открытые члены
private:
SmallInt val;
char *name;
};
Обратите внимание, что определения конвертеров в типы SmallInt и int одинаковы. Конвертер Token::operator int() возвращает значение члена val. Поскольку val имеет тип SmallInt, то неявно применяется SmallInt::operator int() для преобразования val в тип int. Сам Token::operator int() неявно употребляется компилятором для преобразования объекта типа Token в значение типа int. Например, этот конвертер используется для неявного приведения фактических аргументов t1 и t2 типа Token к типу int формального параметра функции print():
#include "Token.h"
void print( int i )
{
cout << "print( int ) : " << i << endl;
}
Token t1( "integer constant", 127 );
Token t2( "friend", 255 );
int main()
{
print( t1 ); // t1.operator int()
print( t2 ); // t2.operator int()
return 0;
}
После компиляции и запуска программа выведет такие строки:
print( int ) : 127
print( int ) : 255
Общий вид конвертера следующий:
operator type();
где type может быть встроенным типом, типом класса или именем typedef. Конвертеры, в которых type – тип массива или функции, не допускаются. Конвертер должен быть функцией-членом. В его объявлении не должны задаваться ни тип возвращаемого значения, ни список параметров:
operator int( SmallInt & ); // ошибка: не член
class SmallInt {
public:
int operator int(); // ошибка: задан тип возвращаемого значения
operator int( int = 0 ); // ошибка: задан список параметров
// ...
};
Конвертер вызывается в результате явного преобразования типов. Если преобразуемое значение имеет тип класса, у которого есть конвертер, и в операции приведения указан тип этого конвертера, то он и вызывается:
#include "Token.h"
Token tok( "function", 78 );
// функциональная нотация: вызывается Token::operator SmallInt()
SmallInt tokVal = SmallInt( tok );
// static_cast: вызывается Token::operator tName()
char *tokName = static_cast< char * >( tok );
У конвертера Token::operator tName() может быть нежелательный побочный эффект. Попытка прямого обращения к закрытому члену Token::name помечается компилятором как ошибка:
char *tokName = tok.name; // ошибка: Token::name - закрытый член
Однако наш конвертер, разрешая пользователям непосредственно изменять Token::name, делает как раз то, от чего мы хотели защититься. Скорее всего, это не годится. Вот, например, как могла бы произойти такая модификация:
#include "Token.h"
Token tok( "function", 78 );
char *tokName = tok; // правильно: неявное преобразование
*tokname = 'P'; // но теперь в члене name находится Punction!
Мы намереваемся разрешить доступ к преобразованному объекту класса Token только для чтения. Следовательно, конвертер должен возвращать тип const char*:
typedef const char *cchar;
class Token {
public:
operator cchar() { return name; }
// ...
};
// ошибка: преобразование char* в const char* не допускается
char *pn = tok;
const char *pn2 = tok; // правильно
Другое решение – заменить в определении Token тип char* на тип string из стандартной библиотеки C++:
class Token {
public:
Token( string, int );
operator SmallInt() { return val; }
operator string() { return name; }
operator int() { return val; }
// другие открытые члены
private:
SmallInt val;
string name;
};
Семантика конвертера Token::operator string() состоит в возврате копии значения ( а не указателя на значение) строки, представляющей имя лексемы. Это предотвращает случайную модификацию закрытого члена name класса Token.
Должен ли целевой тип точно соответствовать типу конвертера? Например, будет ли в следующем коде вызван конвертер int(), определенный в классе Token?
extern void calc( double );
Token tok( "constant", 44 );
// Вызывается ли оператор int()? Да
// применяется стандартное преобразование int --> double
calc( tok );
Если целевой тип (в данном случае double) не точно соответствует типу конвертера (в нашем случае int), то конвертер все равно будет вызван при условии, что существует последовательность стандартных преобразований, приводящая к целевому типу из типа конвертера. (Эти последовательности описаны в разделе 9.3.) При обращении к функции calc() вызывается Token::operator int() для преобразования tok из типа Token в тип int. Затем для приведения результата от типа int к типу double применяется стандартное преобразование.
Вслед за определенным пользователем преобразованием допускаются только стандартные. Если для достижения целевого типа необходимо еще одно пользовательское преобразование, то компилятор не применяет никаких преобразований. Предположим, что в классе Token не определен operator int(), тогда следующий вызов будет ошибочным:
extern void calc( int );
Token tok( "pointer", 37 );
// если Token::operator int() не определен,
// то этот вызов приводит к ошибке компиляции
calc( tok );
Если конвертер Token::operator int() не определен, то приведение tok к типу int потребовало бы вызова двух определенных пользователем конвертеров. Сначала фактический аргумент tok надо было бы преобразовать из типа Token в тип SmallInt с помощью конвертера
Token::operator SmallInt()
а затем результат привести к типу int – тоже с помощью пользовательского конвертера
Token::operator int()
Вызов calc(tok) помечается компилятором как ошибка, так как не существует неявного преобразования из типа Token в тип int.
Если логического соответствия между типом конвертера и типом класса нет, назначение конвертера может оказаться непонятным читателю программы:
class Date {
public:
// попробуйте догадаться, какой именно член возвращается!
operator int();
private:
int month, day, year;
};
Какое значение должен вернуть конвертер int() класса Date? Сколь бы основательными ни были причины для того или иного решения, читатель останется в недоумении относительно того, как пользоваться объектами класса Date, поскольку между ними и целыми числами нет явного логического соответствия. В таких случаях лучше вообще не определять конвертер.
