【C++11】详谈隐式类型转换

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小伙伴们大家好,本片文章将会讲解 C++11中 隐式类型转换 的相关内容。


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文章目录

  • `1. 关于C++11`
    • ==<font color = blue><b>🎧1.1 C++11简介🎧==
    • ==<font color = blue><b>🎧1.2 C++11官方介绍🎧==<br>
  • `2. 统一的列表初始化`
    • ==<font color = blue><b>🎧2.1 C/C++98 数组 & 结构体 初始化🎧==
    • ==<font color = blue><b>🎧2.2 单/多参数类型的隐式类型转换🎧==
  • `3. STL 中的 Initializer_list 构造函数`
    • ==<font color = blue><b>🎧3.1 Initializer_list 🎧==
    • ==<font color = blue><b>🎧3.2 Initializer_list 初始化容器 🎧==



1. 关于C++11


🎧1.1 C++11简介🎧


在2003年C++标准委员会曾经提交了一份技术勘误表(简称TC1), 使得 C++03 这个名字已经取代了 C++98 成为 C++11 之前的最新C++标准名称

不过由于 C++03(TC1) 主要是对 C++98 标准中的漏洞进行修复,语言的核心部分则没有改动,因此人们习惯性的把两个标准合并称为 C++98/03 标准。从 C++0x 到C++11,C++ 标准10年磨一剑,第二个真正意义上的标准珊珊来迟。

相比于 C++98/03,C++11 则带来了数量可观的变化,其中包含了约 140 个新特性,以及对 C++03 标准中约 600 个缺陷的修正,这使得 C++11 更像是从 C++98/03 中孕育出的一种新语言。相比较而言,C++11 能更好地用于系统开发和库开发、语法更加泛华和简单化、更加稳定和安全,不仅功能更强大,而且能提升程序员的开发效率,公司实际项目开发中也用得比较多,所以我们要认真去学习。

🎧1.2 C++11官方介绍🎧



🎉官网链接: C++11



2. 统一的列表初始化


🎧2.1 C/C++98 数组 & 结构体 初始化🎧


在C/C++98中,标准允许使用花括号 { } 对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。比如:

struct Point
{int _x;int _y;
};int main()
{// struct Point类型的初始化Point p = { 100, 99 };int arr1[10] = { 10, 20, 30 };return 0;
}

🎧2.2 单/多参数类型的隐式类型转换🎧


对于自定义类型,如果是单参数类型的构造函数,会发生隐式类型转换,例如:

class A
{
public:A(int x): _x(x), _y(x){}void Print(){cout << _x << ":" << _y << endl;}private:int _x;int _y;
};int main()
{// 隐式类型转换A aa1 = 1;A aa2 = { 2 };// 直接构造A aa3(3);// 也可以省略等号A aa4{ 1 };return 0;
}

如果是多参数类型的构造函数,同样会发生隐式类型转换,例如:

class A
{
public:A(int x, int y): _x(x), _y(y){}private:int _x;int _y;
};int main()
{// 隐式类型转换A aa1 = { 1, 2 };// 也可以省略等号A aa2{ 3, 4 };// 可以省略等号A aa3(4, 5);return 0;
}

如果不想发生隐式类型的转换,可以在构造函数之前加上 explicit 关键字,例如:

class A
{
public:// 不允许发生隐式类型转换explicit A(int x, int y): _x(x), _y(y){}// 不允许发生隐式类型转换explicit A(int x): _x(x), _y(x){}void Print(){cout << _x << ":" << _y << endl;}private:int _x;int _y;
};int main()
{// 下面两行会报错A aa0 = 1;A aa3 = { 1 };A aa1 = { 1, 2 };// 以下可以正常使用A aa2{ 3, 4 };A aa4{ 0 };return 0;
}

关于单/多参数类型的构造函数的解释:

  1. 对于形如 A aa1 = { 1, 2 };的构造,编译器处理时会发生以下两个步骤:
    • 首先会利用 { } 中的值调用构造函数生成一个临时变量;
    • aa1 进行拷贝构造。
    • 但是编译器会优化成直接构造。
  2. 对于形如 A aa2{ 3, 4 };的构造,就会直接调用构造函数,不会产生临时变量。
  3. 如果产生了临时变量,我们知道临时变量具有常性,就有:
    • 如果用:A& aa1 = { 1, 2 };会报错。
    • 得用:const A& aa1 = { 1, 2 };



3. STL 中的 Initializer_list 构造函数


我们这里先以 vector 为例。


🎧3.1 Initializer_list 🎧


initializer_listC++11 引入的一种标准库类型,用于方便地初始化同一种类型的元素列表。initializer_list 允许通过大括号 { } 语法进行初始化,例如:

  std::initializer_list<int> my_list = {1, 2, 3, 4, 5};

这里 my_list 是一个包含了整数元素 {1, 2, 3, 4, 5}initializer_list<int> 对象。


主要特点包括:

  1. 不可变性: 一旦初始化完成,initializer_list 中的元素不可再被修改。
  2. 轻量:initializer_list 本身只包含指向数据的指针和长度信息,因此非常轻量,适合在函数参数传递和对象构造时使用。
  3. 语法简洁: 通过 { } 初始化列表的语法,能够清晰地指定一组初始值,而不需要显式地调用构造函数。


底层实现逻辑:

namespace std 
{template<class T>class initializer_list {public:using value_type      = T;using reference       = const T&;using const_reference = const T&;using size_type       = size_t;initializer_list() noexcept; // 构造一个空的 initializer_listsize_type size() const noexcept; // 返回列表中元素的个数const T* begin() const noexcept; // 返回指向第一个元素的指针const T* end() const noexcept; // 返回指向最后一个元素之后的位置的指针};
}

🎧3.2 Initializer_list 初始化容器 🎧


当使用vector时,每次都用不同数量的值初始化容器,那么就要写非常多的构造函数来实现这个需求。

但是用Initializer_list就可以一劳永逸的解决这个问题。

int main()
{// 用 10 个 1 构造 vectorvector<int> v(10, 1);initializer_list<int> il = { 10,9,8,5 };vector<int>(il);vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6 };vector<int> v2({ 9,8,7,6,5,4 });return 0;
}

两种构造的区别:

  1. 对于:vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6 };
    • 编译器会先将{ 1,2,3,4,5,6 }识别成initializer_list
    • 然后调用Initializer_list的构造,中间生成临时变量;
    • 最后拷贝构造给v1
    • 但是编译器会优化成直接构造。
  2. 对于:vector<int> v2({ 9,8,7,6,5,4 });
    • 这就是直接构造。
  3. 总的来说,形如:X自定义 = Y类型 一定发生了 隐式类型转换。X 支持 Y 为参数类型构造就可以。

对于 map 的 initializer_list 的构造

map 支持 pair 类型的 initializer_list 的构造:

在这里插入图片描述

这里的 value_type 就是 pair。


map构造代码示意:

int main()
{// 方法一:pair<string, string> kv1 = { "include", "包括" };pair<string, string> kv2 = { "sort","排序" };map<string, string> dict1({ kv1, kv2 });// 方法二:map<string, string> dict2 = { kv1, kv2 };map<string, string> dict3 = {{"include", "包括"}, { "sort","排序" }};return 0;
}

两种构造区别:

  1. 对于方法一:
    • 因为pair支持双参数的构造函数,所以{ "include", "包括" }{ "sort","排序" }会发生隐式类型的转换生成临时变量,然后再拷贝构造给kv1kv2(编译器会优化成直接构造);
    • 因为map 支持 pair 类型的 initializer_list 的构造,因此直接使用:map<string, string> dict1({ kv1, kv2 });即可
  2. 对于方法二:
    • {"include", "包括"}, { "sort","排序" }会被识别成两个pair类型;
    • 然后外层大括号会被识别成initializer_list,进行隐式类型转换,在进行拷贝构造(会被优化)。

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