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C++ explicit关键字详解

首先, C++中的explicit关键字只能用于修饰只有一个参数的类构造函数, 它的作用是表明该构造函数是显示的, 而非隐式的, 跟它相对应的另一个关键字是implicit, 意思是隐藏的,类构造函数默认情况下即声明为implicit(隐式).

那么显示声明的构造函数和隐式声明的有什么区别呢? 我们来看下面的例子:

class CxString  // 没有使用explicit关键字的类声明, 即默认为隐式声明 
{ 
     
public:  
    char *_pstr;  
    int _size;  
    CxString(int size)  
    { 
     
        _size = size;                // string的预设大小 
        _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存 
        memset(_pstr, 0, size + 1);  
    }  
    CxString(const char *p)  
    { 
     
        int size = strlen(p);  
        _pstr = malloc(size + 1);    // 分配string的内存 
        strcpy(_pstr, p);            // 复制字符串 
        _size = strlen(_pstr);  
    }  
    // 析构函数这里不讨论, 省略... 
};  
  
    // 下面是调用: 
  
    CxString string1(24);     // 这样是OK的, 为CxString预分配24字节的大小的内存 
    CxString string2 = 10;    // 这样是OK的, 为CxString预分配10字节的大小的内存 
    CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数, 错误为: “CxString”: 没有合适的默认构造函数可用 
    CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的 
    CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p) 
    CxString string6 = 'c';   // 这样也是OK的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码 
    string1 = 2;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配2字节的大小的内存 
    string2 = 3;              // 这样也是OK的, 为CxString预分配3字节的大小的内存 
    string3 = string1;        // 这样也是OK的, 至少编译是没问题的, 但是如果析构函数里用

free释放_pstr内存指针的时候可能会报错, 完整的代码必须重载运算符”=”, 并在其中处理内存释放

上面的代码中, “CxString string2 = 10;” 这句为什么是可以的呢?

在C++中, 如果的构造函数只有一个参数时, 那么在编译的时候就会有一个缺省的转换操作:将该构造函数对应数据类型的数据转换为该类对象. 也就是说 “CxString string2 = 10;” 这段代码, 编译器自动将整型转换为CxString类对象, 实际上等同于下面的操作:

CxString string2(10);  

或

CxString temp(10);  
CxString string2 = temp;  

但是, 上面的代码中的_size代表的是字符串内存分配的大小, 那么调用的第二句 “CxString string2 = 10;” 和第六句 “CxString string6 = ‘c’;” 就显得不伦不类, 而且容易让人疑惑. 有什么办法阻止这种用法呢? 答案就是使用explicit关键字. 我们把上面的代码修改一下, 如下:

class CxString  // 使用关键字explicit的类声明, 显示转换 
{ 
     
public:  
    char *_pstr;  
    int _size;  
    explicit CxString(int size)  
    { 
     
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略... 
    }  
    CxString(const char *p)  
    { 
     
        // 代码同上, 省略... 
    }  
};  
  
    // 下面是调用: 
  
    CxString string1(24);     // 这样是OK的 
    CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换 
    CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数 
    CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的 
    CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p) 
    CxString string6 = 'c';   // 这样是不行的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码, 但explicit关键字取消了隐式转换 
    string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换 
    string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换 
    string3 = string1;        // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载 

explicit关键字的作用就是防止类构造函数的隐式自动转换

上面也已经说过了, explicit关键字只对有一个参数的类构造函数有效, 如果类构造函数参数大于或等于两个时, 是不会产生隐式转换的, 所以explicit关键字也就无效了. 例如:

class CxString  // explicit关键字在类构造函数参数大于或等于两个时无效 
{ 
     
public:  
    char *_pstr;  
    int _age;  
    int _size;  
    explicit CxString(int age, int size)  
    { 
     
        _age = age;  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略... 
    }  
    CxString(const char *p)  
    { 
     
        // 代码同上, 省略... 
    }  
};  
  
    // 这个时候有没有explicit关键字都是一样的 

但是, 也有一个例外, 就是当除了第一个参数以外的其他参数都有默认值的时候, explicit关键字依然有效, 此时, 当调用构造函数时只传入一个参数, 等效于只有一个参数的类构造函数, 例子如下:

class CxString  // 使用关键字explicit声明 
{ 
     
public:  
    int _age;  
    int _size;  
    explicit CxString(int age, int size = 0)  
    { 
     
        _age = age;  
        _size = size;  
        // 代码同上, 省略... 
    }  
    CxString(const char *p)  
    { 
     
        // 代码同上, 省略... 
    }  
};  
  
    // 下面是调用: 
  
    CxString string1(24);     // 这样是OK的 
    CxString string2 = 10;    // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换 
    CxString string3;         // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数 
    string1 = 2;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换 
    string2 = 3;              // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换 
    string3 = string1;        // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载

以上即为C++ explicit关键字的详细介绍.

总结：

explicit关键字只需用于类内的单参数构造函数前面。由于无参数的构造函数和多参数的构造函数总是显示调用，这种情况在构造函数前加explicit无意义。

google的c++规范中提到explicit的优点是可以避免不合时宜的类型变换，缺点无。所以google约定所有单参数的构造函数都必须是显示的，只有极少数情况下拷贝构造函数可以不声明称explicit。例如作为其他类的透明包装器的类。
　　effective c++中说：被声明为explicit的构造函数通常比其non-explicit兄弟更受欢迎。因为它们禁止编译器执行非预期（往往也不被期望）的类型转换。除非我有一个好理由允许构造函数被用于隐式类型转换，否则我会把它声明为explicit，鼓励大家遵循相同的政策。