Effective C++(需要类型转换时请为模板定义非成员函数)

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author:

• luixiao1223
  title: 需要类型转换时请为模板定义非成员函数

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问题描述

template<typename T>
class Rational {
public:
    Rational(const T& numerator = 0, const T& denominator = 1);
    const T numerator() const;
    const T denominator() const;
};

template<typename T>
const Rational<T> operator*(const Rational<T>& lhs, const Rational<T>& rhs)
{}

对于上面代码如果按照下面的调用方式则有问题

Rational<int> oneHalf(1, 2);
Rational<int> result = oneHalf * 2; // 这里有问题,错误.根本无法通过编译.

原因也是非常简单,就是找不到对应的模板来调用operator

no match for ‘operator*’ (operand types are ‘Rational<int>’ and ‘int’)

上面的操作符重载并不能生成operand types are ‘Rational<int>’ and
‘int’,这样的对象.所以就报错了.
C++的编译器不在template上不做隐式类型转换
也就是说不把int隐式转换为Rational.这样做是有一定逻辑的,要做隐式类型转换必须先知道某个函数.而模板类型具现化必定早于类型转换.即然如此,就不能期望有任何的过早隐式类型转换.

解决方案

利用friend

template<typename T>
class Rational {
public:
    friend
    const Rational operator*(const Rational& lhs,
                             const Rational& rhs); // 使用Rational实际和Rational<T> 等效.(少打几个字)
                             // 目前无函数实体,还无法连接
};
template<typename T>
const Rational<T> operator*(const Rational<T>& lhs,
                            const Rational<T>& rhs)
{ ... }

1. 到目前为止可以通过编译.
   只要Rational<int>具现化完成.那么操作符函数也就具现化完成.那么就有了目标函数,这样就可以进行隐式类型转换了.
2. 不能连接的原因,因为具现化发生在Rational内部,那么就不能使用外部的operator定义.你需要自己定义一个内部operator定义.

template<typename T>
class Rational {
public:
    friend const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
    {
        return Rational( lhs.numerator() * rhs.numerator(),
                         lhs.denominator() * rhs.denominator());
    }
};

目前为止终于可以连接了.

调用辅助函数的改进

template<typename T> class Rational;
template<typename T>
const Rational<T> doMultiply( const Rational<T>& lhs,
                              const Rational<T>& rhs)
{
    return Rational<T>(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
                       lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
template<typename T>
class Rational {
public:
    friend
    const Rational<T> operator*(const Rational<T>& lhs,
                                const Rational<T>& rhs)
    { return doMultiply(lhs, rhs); }
};