【C++ | 类型转换】转换构造函数、类型转换运算符 详解及例子源码

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🎄一、概述

C++的内置类型之间会进行隐式的类型：

• 1、char、short、int、long四个类型混合运算时，较小的(占用字节数小)整数类型会被自动提升为较大的(占用字节数大)整数类型，以确保不会丢失精度；
• 2、signed类型 和 unsigned类型 混合运算的结果是 unsigned类型；
• 3、整型(char、short、int、long)和浮点类型(float、double)混合运算时，会自动提升为浮点类型；而且，较短的浮点数类型（如float）会被自动提升为更长的浮点数类型（如double）以进行混合运算，以确保不会丢失精度。

那么，自定义的类类型是否也可以进行类型转换呢？

C++目标之一就是让自定义类型可以像内置类型一样使用，所以，C++提供了 转换构造函数、类型转换运算符 两种成员函数来支持类类型的类型转换。

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🎄二、转换构造函数(converting constructor)

这个小节解决4个问题：
1、为什么需要 转换构造函数？
2、什么是 转换构造函数？
3、怎样声明、定义 转换构造函数？
4、怎样使用 转换构造函数？

转换构造函数：属于构造函数的一种，目的是让其他类型的对象可以转换成本类对象。

转换构造函数的几个特点：
1、属于构造函数的一种，没有返回值，函数名和类名一样；
2、只有一个形参，或其他形参都有默认值；
3、形参类型可以是内置类型，也可以是其他类类型；
4、可以使用关键字 explicit 限制隐式转换。

声明、定义转换构造函数
下面以CDate类为例，定义一个将int类型转换成CDate类型的转换构造函数。只接收一个int类型参数：

CDate(int intDate); // 类内声明

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(int intDate)
{
	m_year = intDate / 10000;
	m_mon = (intDate / 100) % 100;
	m_day = intDate % 100;
	cout << "Calling Converting Constructor(int)" << ", this=" << this <<endl;
}

转换构造函数的使用
1、转换构造函数也是构造函数，所以可以直接用它创造对象。CDate date(20240627);
2、赋值号=左边为类对象，右边为转换构造函数的形参类型时，会调用转换构造函数。CDate date1 = 20240628;
下面是转换构造函数使用的完整例子：定义了三个转换构造函数，可以将int、char*、CDateStr对象转换为CDate对象，其中CDateStr为类类型。

// g++ 20_Trans_Date.cpp
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

class CDateStr
{
public:
	CDateStr(int year, int mon, int day)
	{
		sprintf(str, "%d.%d.%d", year, mon, day);
		cout << "DateStr: " << str << endl;
	}
	const char *GetStr() const
	{
		return str;
	}
private:
	enum {MAX_STR_NUM=64};
	char str[MAX_STR_NUM];
};

class CDate
{
public:
	CDate(int year, int mon, int day);	// 构造函数声明
	CDate(int intDate);					// 转换构造函数声明
	CDate(const char *str);				// 转换构造函数声明
	explicit CDate(const CDateStr &str, int i=0);// 带默认值参数的转换构造函数
	void show()
	{
		cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", this=" << this << endl;
	}
private:
	int m_year;
	int m_mon;
	int m_day;
};

// 构造函数定义
CDate::CDate(int year, int mon, int day)
{
	m_year = year;
	m_mon = mon;
	m_day = day;
	cout << "Calling Constructor" << ", this=" << this <<endl;
}

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(int intDate)
{
	m_year = intDate / 10000;
	m_mon = (intDate / 100) % 100;
	m_day = intDate % 100;
	cout << "Calling Converting Constructor(int)" << ", this=" << this <<endl;
}

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(const char *str)
{
	if(0 == sscanf(str, "%d.%d.%d", &m_year, &m_mon, &m_day))
	{
		m_year=m_mon=m_day=0;
	}
	cout << "Calling Converting Constructor(char*)" << ", this=" << this <<endl;
}

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(const CDateStr &str, int i)
{
	if(0 == sscanf(str.GetStr(), "%d.%d.%d", &m_year, &m_mon, &m_day))
	{
		m_year=m_mon=m_day=0;
	}
	cout << "Calling Converting Constructor(CDateStr)" << ", this=" << this <<endl;
}

int main()
{
	CDate date(20240627);
	date.show();
	cout << endl;
	
	CDate date1 = 20240628;
	date1.show();
	cout << endl;
	
	date1 = "2024.06.29";
	date1.show();
	cout << endl;
	
	CDateStr dateStr(2024,06,30);
	date1 = (CDate)dateStr;
	date1.show();
	cout << endl;

	return 0;
}

运行结果：

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🎄三、类型转换运算符(conversion operator)

转换构造函数(converting constructor)可以将其他类型的对象转换为本类类型对象。那么怎样将类对象转换为其他类型对象呢？可以使用类型转换运算符(conversion operator)。

这个小节解决4个问题：
1、为什么需要类型转换运算符？
2、什么是类型转换运算符？
3、怎样声明、定义类型转换运算符？
4、怎样使用类型转换运算符？

类型转换运算符：是类的成员函数，目的是将本类对象转换为指定类型对象。

类型转换运算符的特点：
1、函数原型没有返回值、没有参数；
2、函数名为关键字operator 类型，类型为要转换的类型；
3、必须要有return语句，return的类型就是要转换为的类型；
4、必须是本类成员函数。
5、转换为的类型可以是内置类型，也可以是其他类类型；
6、C++11支持使用关键字 explicit 限制隐式转换。

声明、定义类型转换运算符
下面以CDate类为例，定义一个将 CDate类型 转换成 int类型 的转换构造函数。

operator int();		// 类型转换运算符

// 类型转换运算符定义
CDate::operator int()
{
	return (int)(m_year*10000 + m_mon*100 + m_day);
}

类型转换运算符的使用
1、类型转换运算符是成员函数，所以可以直调用它，但一般不这样做。int i = date.operator int();
2、显示地将本类对象转换为其他类型对象，或将本类对象赋值给其他类型对象时，会调用类型转换运算符函数。int i = date;
下面是类型转换运算符使用的完整例子，代码是使用上个小节代码修改的：定义了三个类型转换运算符，可以将CDate对象转换为int、char*、CDateStr对象，其中CDateStr为类类型。

// g++ 20_Trans_Date.cpp -std=gnu++11
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

class CDateStr
{
public:
	CDateStr(int year, int mon, int day)
	{
		sprintf(str, "%d.%d.%d", year, mon, day);
		cout << "DateStr: " << str << endl;
	}
	const char *GetStr() const
	{
		return str;
	}
private:
	enum {MAX_STR_NUM=64};
	char str[MAX_STR_NUM];
};

class CDate
{
public:
	CDate(int year, int mon, int day);	// 构造函数声明
	CDate(int intDate);					// 转换构造函数声明
	CDate(const char *str);				// 转换构造函数声明
	explicit CDate(const CDateStr &str, int i=0);// 带默认值参数的转换构造函数
	
	operator int();		// 类型转换运算符
	operator char*();	// 类型转换运算符
	explicit operator CDateStr();// 类型转换运算符, C++11支持explicit禁用隐式转换
	
	void show()
	{
		cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", this=" << this << endl;
	}
private:
	int m_year;
	int m_mon;
	int m_day;
};

// 构造函数定义
CDate::CDate(int year, int mon, int day)
{
	m_year = year;
	m_mon = mon;
	m_day = day;
	cout << "Calling Constructor" << ", this=" << this <<endl;
}

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(int intDate)
{
	m_year = intDate / 10000;
	m_mon = (intDate / 100) % 100;
	m_day = intDate % 100;
	cout << "Calling Converting Constructor(int)" << ", this=" << this <<endl;
}

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(const char *str)
{
	if(0 == sscanf(str, "%d.%d.%d", &m_year, &m_mon, &m_day))
	{
		m_year=m_mon=m_day=0;
	}
	cout << "Calling Converting Constructor(char*)" << ", this=" << this <<endl;
}

// 转换构造函数定义
CDate::CDate(const CDateStr &str, int i)
{
	if(0 == sscanf(str.GetStr(), "%d.%d.%d", &m_year, &m_mon, &m_day))
	{
		m_year=m_mon=m_day=0;
	}
	cout << "Calling Converting Constructor(CDateStr)" << ", this=" << this <<endl;
}

// 类型转换运算符定义
CDate::operator int()
{
	return (int)(m_year*10000 + m_mon*100 + m_day);
}

// 类型转换运算符定义，用完要是否内存
CDate::operator char*()
{
	char *str = new char[64];
	sprintf(str, "%4d.%02d.%02d", m_year, m_mon, m_day);
	return str;
}

// 类型转换运算符定义
CDate::operator CDateStr()
{
	CDateStr dateStr(m_year, m_mon, m_day);
	return dateStr;
}

int main()
{
	CDate date(20240627);
	date.show();
	cout << endl;
	
	CDate date1 = 20240628;
	date1.show();
	cout << endl;
	
	date1 = "2024.06.29";
	date1.show();
	cout << endl;
	
	CDateStr dateStr(2024,06,30);
	date1 = (CDate)dateStr;
	date1.show();
	cout << endl;
	
	int i = date;
	//int i = date.operator int();
	cout << i << endl;
	cout << endl;
	
	char *str = date;
	cout << str << endl;
	cout << endl;
	delete[] str;
	
	CDateStr datestr = (CDateStr)date;
	cout << datestr.GetStr() << endl;
	cout << endl;

	return 0;
}

运行结果：

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🎄四、总结

👉本文介绍了自定义类型的类型转换，先是介绍 转换构造函数 将其他类型转换为本类类型，然后介绍 类型转换运算符 将本类类型转换为其他类型。

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