Б. Страуструп - Язык программирования С++ (1119446), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Такие простыеоперации как сложение комплексных тоже легко задать непосредственно:inline complex operator+(complex a, complex b){return complex(a.re+b.re, a.im+b.im);}Здесь в операторе return используется конструктор, что дает транслятору ценную подсказку на предметоптимизации. Но для более сложных типов и операций, например таких, как умножение матриц,результат нельзя задать как одно выражение, тогда операции * и + проще реализовать с помощью *= и+= , и они будут легче поддаваться оптимизации:matrix& matrix::operator*=(const matrix& a){// ...return *this;}185Бьерн Страуструп.Язык программирования С++matrix operator*(const matrix& a, const matrix& b){matrix prod = a;prod *= b;return prod;}Отметим, что в определенной подобным образом операции не нужных никаких особых прав доступа кклассу, к которому она применяется, т.е.
эта операция не должна быть другом или членом этого класса.Пользовательское преобразованиеединственное($$7.3.3).типаприменяетсятольковтомслучае,еслионоПостроенный в результате явного или неявного вызова конструктора, объект является автоматическим,и уничтожается при первой возможности,- как правило сразу после выполнения оператора, в котором онбыл создан.7.3.2 Операции преобразованияКонструктор удобно использовать для преобразования типа, но возможны нежелательные последствия:[1] Неявные преобразования от пользовательского типа к основному невозможны (посколькуосновные типы не являются классами).[2] Нельзя задать преобразование из нового типа в старый, не изменяя описания старого типа.[3] Нельзя определить конструктор с одним параметром, не определив тем самым и преобразованиетипа.Последнее не является большой проблемой, а первые две можно преодолеть, если определитьоператорную функцию преобразования для исходного типа.
Функция-член X::operator T(), где T – имятипа, определяет преобразование типа X в T. Например, можно определить тип tiny (крошечный),значения которого находятся в диапазоне 0..63, и этот тип может в арифметических операцияхпрактически свободно смешиваться с целыми:class tiny {char v;void assign(int i){ if (i>63) { error("выход из диапазона"); v=i&~63; }v=i;}public:tiny(int i) { assign(i) }tiny(const tiny& t) { v = t.v; }tiny& operator=(const tiny& t) { v = t.v; return *this; }tiny& operator=(int i) { assign(i); return *this; }operator int() { return v; }};Попадание в диапазон проверяется как при инициализации объекта tiny, так и в присваивании ему int.Один объект tiny можно присвоить другому без контроля диапазона.
Для выполнения обычныхопераций с целыми для переменных типа tiny определяется функция tiny::operator int(), производящаянеявное преобразование типа из tiny в int. Там, где требуется int, а задана переменная типа tiny,используется преобразованное к int значение:void main(){tiny c1 = 2;tiny c2 = 62;tiny c3 = c2 -c1;tiny c4 = c3;int i = c1 + c2;c1 = c2 + 2 * c1;////////c3 = 60контроля диапазона нет (он не нужен)i = 64выход из диапазона: c1 = 0 (а не 66)186Бьерн Страуструп.c2 = c1 - i;c3 = c2;Язык программирования С++// выход из диапазона: c2 = 0// контроля диапазона нет (он не нужен)}Более полезным может оказаться вектор из объектов tiny, поскольку он позволяет экономить память.Чтобы такой тип было удобно использовать, можно воспользоваться операцией индексации [].Пользовательские операции преобразования типа могут пригодиться для работы с типами,реализующими нестандартные представления чисел (арифметика с основанием 100, арифметика чиселс фиксированной точкой, представление в двоично-десятичной записи и т.д.).
При этом обычноприходится переопределять такие операции, как + и *.Особенно полезными функции преобразования типа оказываются для работы с такими структурамиданных, для которых чтение (реализованное как операция преобразования) является тривиальным, априсваивание и инициализация существенно более сложные операции.Функции преобразованиянужны для типов istream и ostream, чтобы стали возможными, например, такие операторы:while (cin>>x) cout<<x;Операция ввода cin>>x возвращает значение istream&. Оно неявно преобразуется в значение,показывающее состояние потока cin, которое затем проверяется в операторе while (см. $$10.3.2). Новсе-таки определять неявное преобразование типа, при котором можно потерять преобразуемоезначение, как правило, плохое решение.Вообще, лучше экономно пользоваться операциями преобразования. Избыток таких операций можетвызывать большое число неоднозначностей.
Транслятор обнаруживает эти неоднозначности, норазрешить их может быть совсем непросто. Возможно вначале лучше для преобразованийиспользовать поименованные функции, например, X::intof(), и только после того, как такую функцию какследуют опробуют, и явное преобразование типа будет сочтено неэлегантным решением, можнозаменить операторной функцией преобразования X::operator int().7.3.3 НеоднозначностиПрисваивание или инициализация объекта класса X является законным, если присваиваемое значениеимеет тип X, или если существует единственное преобразование его в значение типа X.В некоторых случаях значение нужного типа строится с помощью повторных применений конструкторовили операций преобразования.
Это должно задаваться явным образом, допустимо неявноепользовательское преобразование только одного уровня вложенности. В некоторых случаях существуетнесколько способов построения значения нужного типа, но это является незаконным. Приведем пример:class x { /* ... */ x(int); x(char*); };class y { /* ... */ y(int); };class z { /* ... */ z(x); };x f(x);y f(y);z g(z);void k1(){f(1);// недопустимо, неоднозначность: f(x(1)) или f(y(1))f(x(1));f(y(1));g("asdf"); // недопустимо, g(z(x("asdf"))) не используется}Пользовательские преобразования типа рассматриваются только в том случае, когда без них нельзяоднозначно выбрать вызываемую функцию:class x { /* ... */ x(int); };void h(double);void h(x);void k2(){187Бьерн Страуструп.Язык программирования С++h(1);}Вызов h(1) можно интерпретировать либо как h(double(1)), либо как h(x(1)), поэтому в силу требованияоднозначности его можно счесть незаконным.
Но поскольку в первой интерпретации используетсятолько стандартное преобразование, то по правилам, указанным в $$4.6.6 и $$R.13.2, выбирается оно.Правила на преобразования типа не слишком просто сформулировать и реализовать, не обладают онии достаточной общностью. Рассмотрим требование единственности законного преобразования. Прощевсего разрешить транслятору применять любое преобразование, которое он сумеет найти.
Тогда длявыяснения корректности выражения не нужно рассматривать все существующие преобразования. Ксожалению, в таком случае поведение программы будет зависеть от того, какое именнопреобразование найдено. В результате поведение программы будет зависеть от порядка описанийпреобразований. Поскольку часто эти описания разбросаны по разным исходным файлам (созданным,возможно, разными программистами), то результат программы будет зависеть в каком порядке этифайлы сливаются в программу.
С другой стороны, можно вообще запретить неявные преобразования, иэто самое простое решение. Но результатом будет некачественный интерфейс, определяемыйпользователем, или взрывной рост перегруженных функций и операций, что мы и видели на примерекласса complex из предыдущего раздела.При самом общем подходе учитываются все сведения о типах и рассматриваются все существующиепреобразования. Например, с учетом приведенных описаний в присваивании aa=f(1) можно разобратьсяс вызовом f(1), поскольку тип aa задает единственное преобразование.
Если aa имеет тип x, тоединственным преобразованием будет f(x(1)), поскольку только оно дает нужный для левой части тип x.Если aa имеет тип y, будет использоваться f(y(1)). При самом общем подходе удается разобраться и свызовом g("asdf"), поскольку g(z(x("asdf))) является его единственной интерпретацией. Трудность этогоподхода в том, что требуется доскональный разбор всего выражения, чтобы установить интерпретациюкаждой операции и вызова функции. В результате трансляция замедляется, вычисление выраженияможет произойти странным образом и появляются загадочные сообщения об ошибках, когдатранслятор учитывает определенные в библиотеках преобразования и т.д. В результате трансляторуприходится учитывать больше информации, чем известно самому программисту! Выбран подход, прикотором проверка является строго восходящим процессом, когда в каждый момент рассматриваетсятолько одна операция с операндами, типы которых уже прошли проверку.Требование строго восходящего разбора выражения предполагает, что тип возвращаемого значения неучитывается при разрешении перегрузки:class quad {// ...public:quad(double);// ...};quad operator+(quad,quad);void f(double a1, double a2){quad r1 = a1+a2;quad r2 = quad(a1)+a2;// сложение с двойной точностью// вынуждает использовать// операции с типами quad}В проектировании языка делался расчет на строго восходящий разбор, поскольку он более понятный, акроме того, не дело транслятора решать такие вопросы, какую точность для сложения желаетпрограммист.Однако, надо отметить, что если определились типы обеих частей в присваивании и инициализации, тодля их разрешения используется они оба:class real {// ...public:operator double();188Бьерн Страуструп.Язык программирования С++operator int();// ...};void g(real a){double d = a;int i = a;d = a;i = a;}////////didi====a.double();a.int();a.double();a.int();В этом примере выражения все равно разбираются строго восходящим методом, когда в каждыймомент рассматриваются только одна операция и типы ее операндов.7.4 ЛитералыДля классов нельзя определить литеральные значения, подобному тому как 1.2 и 12e3 являютсялитералами типа double.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
