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显式关键字是什么意思?

C++ 中的 explicit 关键字是什么意思?

我只想向任何新出现的人指出,自 C++11 以来,explicit 不仅可以应用于构造函数。它现在在应用于转换运算符时也有效。假设您有一个类 BigInt,它有一个到 int 的转换运算符和一个到 std::string 的显式转换运算符,无论出于何种原因。您可以说出 int i = myBigInt;,但您必须显式转换(最好使用 static_cast)才能说出 std::string s = myBigInt;
不能明确也指分配吗? (即int x(5);
@chris 有一个显式关键字可用于隐式转换的声明。
@curiousguy:你是什么意思?所有转换都应该是隐式的?由于意外的歧义,要放开各种默默应用的有趣误播? (请参阅 this C++ref. page 中的“安全布尔问题”部分,或 open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2333.html 以获取(更多)关于为什么“显式转换是一个定义不明确的概念”的更多详细信息。这是一个考虑不周的陈述。)
@Milan,是的,就是这样。如果您正在寻找更多信息,this answer 会更正式地写出来。请注意bool is special in this regard。这些答案和搜索“显式转换运算符”将引导您获得有关此功能的更多文章,并且比评论链更适合。

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允许编译器进行一次隐式转换以将参数解析为函数。这意味着编译器可以使用可通过单个参数调用的构造函数从一种类型转换为另一种类型,以便为参数获取正确的类型。

这是一个带有构造函数的示例类,可用于隐式转换:

class Foo
{
private:
  int m_foo;

public:
  // single parameter constructor, can be used as an implicit conversion
  Foo (int foo) : m_foo (foo) {}

  int GetFoo () { return m_foo; }
};

这是一个采用 Foo 对象的简单函数:

void DoBar (Foo foo)
{
  int i = foo.GetFoo ();
}

这里是调用 DoBar 函数的地方:

int main ()
{
  DoBar (42);
}

参数不是 Foo 对象,而是 int。但是,对于 Foo 存在一个采用 int 的构造函数,因此该构造函数可用于将参数转换为正确的类型。

允许编译器对每个参数执行一次。

explicit 关键字添加到构造函数的前缀可防止编译器使用该构造函数进行隐式转换。将其添加到上述类中会在函数调用 DoBar (42) 处产生编译器错误。现在需要使用 DoBar (Foo (42)) 显式调用转换

您可能想要这样做的原因是避免可能隐藏错误的意外构造。人为的例子:

您有一个带有构造函数的 MyString 类,该构造函数构造给定大小的字符串。你有一个函数 print(const MyString&) (以及一个重载 print (char *string)),你调用了 print(3) (当你实际上打算调用 print("3") 时)。您希望它打印“3”,但它会打印一个长度为 3 的空字符串。


写得很好,您可能想提到具有默认参数的多参数 ctor 也可以充当单个 arg ctor,例如 Object( const char* name=NULL, int otype=0)。
我认为还应该提到的是,应该首先考虑使单参数构造函数显式(或多或少自动),并且仅在设计需要隐式转换时才删除显式关键字。我认为默认情况下构造函数应该是显式的,并带有一个“隐式”关键字,以使它们能够作为隐式转换工作。但事实并非如此。
@thecoshman:您没有声明 parameter explicit - 您声明了 constructor explicit。但是是的:您的 Foo 类型的参数必须explicite构造,它们不会通过仅将构造函数的参数插入函数来静默构造。
仅供参考,在您的示例中调用“print(3)”时,该函数需要是“print(const MyString &”)。 “const”在这里是强制性的,因为 3 被转换为临时的“MyString”对象,除非它是“const”,否则您不能将临时对象绑定到引用(C++ 陷阱中的另一个)
为了完整起见,我补充说,除了参数转换之外,这里的显式关键字还将阻止使用复制 ctor 的赋值形式(例如,Foo myFoo = 42;)并需要显式形式 Foo myFoo = Foo(42) ;或 Foo myFoo(42);
A
Azeem

假设您有一个类 String

class String {
public:
    String(int n); // allocate n bytes to the String object
    String(const char *p); // initializes object with char *p
};

现在,如果您尝试:

String mystring = 'x';

字符 'x' 将被隐式转换为 int,然后将调用 String(int) 构造函数。但是,这可能不是用户想要的。因此,为了防止出现这种情况,我们将构造函数定义为 explicit

class String {
public:
    explicit String (int n); //allocate n bytes
    String(const char *p); // initialize sobject with string p
};

值得注意的是,C++0x 的新通用初始化规则将使 String s = {0}; 格式错误,而不是像 String s = 0; 那样尝试使用空指针调用另一个构造函数。
尽管这是一个古老的问题,但似乎值得指出一些事情(或者让某人让我直截了当)。通过将 int 形式或两个 ctor 设为“显式”,如果您使用 String mystring('x') 而您的意思是 String mystring("x"),您仍然会遇到相同的错误,不是吗?此外,从上面的评论中,我看到 String s = {0} 的改进行为优于 String s = 0,这要归功于将 ctor 的 int 形式设为“显式”。但是,除了知道 ctors 的优先级之外,您如何知道这个 String s{0} 的意图(即如何发现错误)?
为什么 String mystring = 'x';正在转换为int?
@InQusitive:'x' 被视为整数,因为 char data type is just a 1-byte integer
您的示例的问题在于它仅适用于 复制初始化(使用 =)但不适用于 直接初始化(不使用 =):编译器仍将正如@Arbalest 指出的那样,如果您编写 String mystring('x');,则调用 String(int) 构造函数而不会产生错误。 explicit 关键字用于防止在直接初始化和函数解析中发生的隐式转换。您的示例的更好解决方案是构造函数的简单重载:String(char c);
c
cjm

在 C++ 中,只有一个必需参数的构造函数被视为隐式转换函数。它将参数类型转换为类类型。这是否是一件好事取决于构造函数的语义。

例如,如果您有一个带有构造函数 String(const char* s) 的字符串类,那可能正是您想要的。您可以将 const char* 传递给需要 String 的函数,编译器会自动为您构造一个临时 String 对象。

另一方面,如果您有一个缓冲区类,其构造函数 Buffer(int size) 以字节为单位获取缓冲区的大小,您可能不希望编译器悄悄地将 int 转换为 Buffer。为了防止这种情况,您使用 explicit 关键字声明构造函数:

class Buffer { explicit Buffer(int size); ... }

那样,

void useBuffer(Buffer& buf);
useBuffer(4);

成为编译时错误。如果您想传递一个临时 Buffer 对象,您必须明确地这样做:

useBuffer(Buffer(4));

总之,如果您的单参数构造函数将参数转换为您的类的对象,您可能不想使用 explicit 关键字。但是如果你有一个构造函数只是碰巧接受一个参数,你应该将它声明为 explicit 以防止编译器意外转换让你感到惊讶。


useBuffer 期望他的论点有一个左值,因此 useBuffer(Buffer(4)) 也不起作用。将其更改为 const Buffer&Buffer&& 或仅 Buffer 将使其工作。
P
Pixelchemist

关键字显式伴随

类 X 的构造函数,不能用于将第一个(任何唯一)参数隐式转换为 X 类型

C++ [class.conv.ctor] 1) 在没有函数说明符的情况下声明的构造函数显式指定从其参数的类型到其类的类型的转换。这样的构造函数称为转换构造函数。 2) 显式构造函数像非显式构造函数一样构造对象,但仅在显式使用直接初始化语法 (8.5) 或强制类型转换 (5.2.9, 5.4) 的情况下这样做。默认构造函数可以是显式构造函数;这样的构造函数将用于执行默认初始化或值初始化(8.5)。

或仅考虑直接初始化和显式转换的转换函数。

C++ [class.conv.fct] 2) 转换函数可能是显式的 (7.1.2),在这种情况下,它仅被视为用于直接初始化 (8.5) 的用户定义转换。否则,用户定义的转换不限于在赋值和初始化中使用。

概述

显式转换函数和构造函数只能用于显式转换(直接初始化或显式转换操作),而非显式构造函数和转换函数可用于隐式和显式转换。

/*
                                 explicit conversion          implicit conversion

 explicit constructor                    yes                          no

 constructor                             yes                          yes

 explicit conversion function            yes                          no

 conversion function                     yes                          yes

*/

使用结构 X、Y、Z 和函数 foo、bar、baz 的示例:

让我们看一下结构和函数的小型设置,以了解 explicit 和非 explicit 转换之间的区别。

struct Z { };

struct X { 
  explicit X(int a); // X can be constructed from int explicitly
  explicit operator Z (); // X can be converted to Z explicitly
};

struct Y{
  Y(int a); // int can be implicitly converted to Y
  operator Z (); // Y can be implicitly converted to Z
};

void foo(X x) { }
void bar(Y y) { }
void baz(Z z) { }

有关构造函数的示例:

函数参数的转换:

foo(2);                     // error: no implicit conversion int to X possible
foo(X(2));                  // OK: direct initialization: explicit conversion
foo(static_cast<X>(2));     // OK: explicit conversion

bar(2);                     // OK: implicit conversion via Y(int) 
bar(Y(2));                  // OK: direct initialization
bar(static_cast<Y>(2));     // OK: explicit conversion

对象初始化:

X x2 = 2;                   // error: no implicit conversion int to X possible
X x3(2);                    // OK: direct initialization
X x4 = X(2);                // OK: direct initialization
X x5 = static_cast<X>(2);   // OK: explicit conversion 

Y y2 = 2;                   // OK: implicit conversion via Y(int)
Y y3(2);                    // OK: direct initialization
Y y4 = Y(2);                // OK: direct initialization
Y y5 = static_cast<Y>(2);   // OK: explicit conversion

关于转换函数的示例:

X x1{ 0 };
Y y1{ 0 };

函数参数的转换:

baz(x1);                    // error: X not implicitly convertible to Z
baz(Z(x1));                 // OK: explicit initialization
baz(static_cast<Z>(x1));    // OK: explicit conversion

baz(y1);                    // OK: implicit conversion via Y::operator Z()
baz(Z(y1));                 // OK: direct initialization
baz(static_cast<Z>(y1));    // OK: explicit conversion

对象初始化:

Z z1 = x1;                  // error: X not implicitly convertible to Z
Z z2(x1);                   // OK: explicit initialization
Z z3 = Z(x1);               // OK: explicit initialization
Z z4 = static_cast<Z>(x1);  // OK: explicit conversion

Z z1 = y1;                  // OK: implicit conversion via Y::operator Z()
Z z2(y1);                   // OK: direct initialization
Z z3 = Z(y1);               // OK: direct initialization
Z z4 = static_cast<Z>(y1);  // OK: explicit conversion

为什么要使用显式转换函数或构造函数?

转换构造函数和非显式转换函数可能会引入歧义。

考虑可转换为 int 的结构 V、可从 V 隐式构造的结构 U 以及分别为 Ubool 重载的函数 f

struct V {
  operator bool() const { return true; }
};

struct U { U(V) { } };

void f(U) { }
void f(bool) {  }

如果传递类型为 V 的对象,则对 f 的调用是不明确的。

V x;
f(x);  // error: call of overloaded 'f(V&)' is ambiguous

编译器不知道是使用 U 的构造函数还是使用转换函数将 V 对象转换为传递给 f 的类型。

如果 U 的构造函数或 V 的转换函数是 explicit,则不会有歧义,因为只会考虑非显式转换。如果两者都是显式的,则使用 V 类型的对象对 f 的调用必须使用显式转换或强制转换操作来完成。

转换构造函数和非显式转换函数可能会导致意外行为。

考虑一个打印一些向量的函数:

void print_intvector(std::vector<int> const &v) { for (int x : v) std::cout << x << '\n'; }

如果向量的大小构造函数不明确,则可以像这样调用函数:

print_intvector(3);

人们对这样的电话有何期待?一行包含 3 还是三行包含 0? (第二个是发生了什么。)

在类接口中使用显式关键字会强制接口的用户明确说明所需的转换。

正如 Bjarne Stroustrup 所说(在“The C++ Programming Language”,第 4 版,35.2.1,第 1011 页)关于为什么不能从普通数字隐式构造 std::duration 的问题:

如果您知道自己的意思,请明确说明。


C
Community

这个答案是关于有/没有显式构造函数的对象创建,因为它没有包含在其他答案中。

考虑以下没有显式构造函数的类:

class Foo
{
public:
    Foo(int x) : m_x(x)
    {
    }

private:
    int m_x;
};

Foo 类的对象可以通过两种方式创建:

Foo bar1(10);

Foo bar2 = 20;

根据实现,实例化类 Foo 的第二种方式可能会令人困惑,或者不是程序员想要的。将 explicit 关键字添加到构造函数的前缀会在 Foo bar2 = 20; 处生成编译器错误。

通常将单参数构造函数声明为 explicit 是一种很好的做法,除非您的实现明确禁止它。

还要注意构造函数

所有参数的默认参数,或

第二个参数的默认参数

都可以用作单参数构造函数。因此,您可能还想制作这些explicit

如果您正在创建一个仿函数(查看 {1 } 回答)。在这种情况下,将对象创建为 add_x add30 = 30; 可能是有意义的。

Here 是关于显式构造函数的好文章。


S
SaiyanGirl

explicit 关键字将转换构造函数转换为非转换构造函数。因此,代码不易出错。


J
JDługosz

explicit 关键字可用于强制显式调用构造函数

class C {
public:
    explicit C() =default;
};

int main() {
    C c;
    return 0;
}

构造函数 C() 前面的 explicit 关键字告诉编译器只允许显式调用此构造函数。

explicit 关键字也可用于用户定义的类型转换运算符:

class C{
public:
    explicit inline operator bool() const {
        return true;
    }
};

int main() {
    C c;
    bool b = static_cast<bool>(c);
    return 0;
}

在这里,explicit-keyword 仅强制显式强制转换有效,因此在这种情况下 bool b = c; 将是无效的强制转换。在这种情况下,explicit-关键字可以帮助程序员避免隐式的、非预期的强制转换。此用法已在 C++11 中标准化。


第一个示例中的 C c(); 并不像您认为的那样:它是一个名为 c 的函数的声明,它不带参数并返回一个 C 的实例。
explicit operator bool() 也是安全布尔的 C++11 版本,可以在条件检查中隐式使用(据我所知,用于条件检查)。在您的第二个示例中,此行在 main() 中也有效:if (c) { std::cout << "'c' is valid." << std:: endl; }。但是,除此之外,如果没有显式强制转换,它就不能使用。
“要显式调用的构造函数” 否
@JustinTime 这是安全布尔的一个愚蠢的、破碎的版本。显式隐式转换的整个想法是荒谬的。
@curiousguy 是的。它看起来有点像一个杂物,旨在更容易记住(可能是希望翻译成经常使用的)而不是遵循英语逻辑,并且旨在与以前的安全 bool 实现不完全不兼容(所以你更少如果你换掉它可能会破坏它)。至少,海事组织。
s
selfboot

Cpp 参考总是有帮助的!!!可以在 here 中找到有关显式说明符的详细信息。您可能还需要查看 implicit conversionscopy-initialization

快速查看

显式说明符指定构造函数或转换函数(C++11 起)不允许隐式转换或复制初始化。

示例如下:

struct A
{
    A(int) { }      // converting constructor
    A(int, int) { } // converting constructor (C++11)
    operator bool() const { return true; }
};

struct B
{
    explicit B(int) { }
    explicit B(int, int) { }
    explicit operator bool() const { return true; }
};

int main()
{
    A a1 = 1;      // OK: copy-initialization selects A::A(int)
    A a2(2);       // OK: direct-initialization selects A::A(int)
    A a3 {4, 5};   // OK: direct-list-initialization selects A::A(int, int)
    A a4 = {4, 5}; // OK: copy-list-initialization selects A::A(int, int)
    A a5 = (A)1;   // OK: explicit cast performs static_cast
    if (a1) cout << "true" << endl; // OK: A::operator bool()
    bool na1 = a1; // OK: copy-initialization selects A::operator bool()
    bool na2 = static_cast<bool>(a1); // OK: static_cast performs direct-initialization

//  B b1 = 1;      // error: copy-initialization does not consider B::B(int)
    B b2(2);       // OK: direct-initialization selects B::B(int)
    B b3 {4, 5};   // OK: direct-list-initialization selects B::B(int, int)
//  B b4 = {4, 5}; // error: copy-list-initialization does not consider B::B(int,int)
    B b5 = (B)1;   // OK: explicit cast performs static_cast
    if (b5) cout << "true" << endl; // OK: B::operator bool()
//  bool nb1 = b2; // error: copy-initialization does not consider B::operator bool()
    bool nb2 = static_cast<bool>(b2); // OK: static_cast performs direct-initialization
}

explicit operator bool()if 是一种特殊情况。无法使用用户定义的 Boolexplicit operator Bool() 和名为 If 的函数来重现它。
N
NAND

如前所述,使您的单参数构造函数(包括具有 arg2arg3、... 的默认值的构造函数)始终是一种很好的编码实践。像往常一样使用 C++:如果你不这样做 - 你会希望你这样做......

另一个类的好习惯是让复制构造和赋值私有(也就是禁用它),除非你真的需要实现它。这样可以避免在使用 C++ 默认为您创建的方法时最终获得指针副本。另一种方法是从 boost::noncopyable 派生。


这篇文章写于 2009 年。今天您不将它们声明为私有,而是说 = delete
K
Konstantin Burlachenko

构造函数附加隐式转换。为了抑制这种隐式转换,需要使用显式参数声明构造函数。

在 C++11 中,您还可以使用这样的关键字 http://en.cppreference.com/w/cpp/language/explicit 指定“运算符类型()” 使用这样的规范,您可以在显式转换和直接初始化对象方面使用运算符。

PS 当使用由用户定义的转换(通过构造函数和类型转换运算符)时,只允许使用一级隐式转换。但是您可以将此转换与其他语言转换结合使用

提升积分等级(char 到 int,float 到 double);

标准转换(int 到 double);

将对象的指针转换为基类和 void*;


M
Manojkumar Khotele

其他答案缺少我将在这里提到的一个重要因素。

与“delete”关键字一起,“explicit”允许您控制编译器生成特殊成员函数的方式——默认构造函数、复制构造函数、复制赋值运算符、析构函数、移动构造函数和移动赋值。

参考https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/cpp/explicitly-defaulted-and-deleted-functions