我談到讓一個(gè)類支持隱式類型轉(zhuǎn)換通常是一個(gè)不好的主意。當(dāng)然，這條規(guī)則有一些例外，最普通的一種就是在創(chuàng)建數(shù)值類型時(shí)。例如，如果你設(shè)計(jì)一個(gè)用來(lái)表現(xiàn)有理數(shù)的類，允許從整數(shù)到有理數(shù)的隱式轉(zhuǎn)換看上去并非不合理。這的確不比 C++ 的內(nèi)建類型從 int 到 double 的轉(zhuǎn)換更不合理（而且比 C++ 的內(nèi)建類型從 double 到 int 的轉(zhuǎn)換合理得多）。在這種情況下，你可以用這種方法開(kāi)始你的 Rational 類：
class Rational {
public:
Rational(int numerator = 0, // ctor is deliberately not explicit;
int denominator = 1); // allows implicit int-to-Rational
// conversions
int numerator() const; // accessors for numerator and
int denominator() const; // denominator - see Item 22
private:
...
};
你知道你應(yīng)該支持類似加，乘等算術(shù)運(yùn)算，但是你不確定你應(yīng)該通過(guò)成員函數(shù)還是非成員函數(shù)，或者，非成員的友元函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)它們。你的直覺(jué)告訴你，當(dāng)你拿不準(zhǔn)的時(shí)候，你應(yīng)該堅(jiān)持面向?qū)ο?。你知道這些，于是表示，有理數(shù)的乘法與 Rational 類相關(guān)，所以在 Rational 類內(nèi)部為有理數(shù)實(shí)現(xiàn) operator* 似乎更加正常。與直覺(jué)不符，將函數(shù)放置在它們所關(guān)聯(lián)的類的內(nèi)部的主意有時(shí)候與面向?qū)ο蟮脑瓌t正好相反，但是讓我們將它放到一邊，來(lái)研究一下將 operator* 作為 Rational 的一個(gè)成員函數(shù)的主意：
class Rational {
public:
...
const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};
（如果你不能確定為什么這個(gè)函數(shù)聲明為這個(gè)樣子——返回一個(gè) const by-value 的結(jié)果，卻持有一個(gè) reference-to-const 作為它的參數(shù)。）
這個(gè)設(shè)計(jì)讓你在有理數(shù)相乘時(shí)不費(fèi)吹灰之力：
Rational oneEighth(1, 8);
Rational oneHalf(1, 2);
Rational result = oneHalf * oneEighth; // fine
result = result * oneEighth; // fine
但是你并不感到滿意。你還希望支持混合模式的操作，以便讓 Rationals 能夠和其它類型（例如，int）相乘。畢竟，很少有事情像兩個(gè)數(shù)相乘那么正常，即使它們碰巧是數(shù)字的不同類型。
當(dāng)你試圖做混合模式的算術(shù)運(yùn)算時(shí)，可是，你發(fā)現(xiàn)只有一半時(shí)間它能工作：
result = oneHalf * 2; // fine
result = 2 * oneHalf; // error!
這是一個(gè)不好的征兆。乘法必須是可交換的，記得嗎？
當(dāng)你重寫最后兩個(gè)例子為功能等價(jià)的另一種形式時(shí)，問(wèn)題的來(lái)源就變得很明顯了：
result = oneHalf.operator*(2); // fine
result = 2.operator*(oneHalf); // error!
對(duì)象 oneHalf 是一個(gè)包含 operator* 的類的實(shí)例，所以編譯器調(diào)用那個(gè)函數(shù)。然而，整數(shù) 2 與類沒(méi)有關(guān)系，因而沒(méi)有 operator* 成員函數(shù)。編譯器同樣要尋找能如下調(diào)用的非成員的 operator*s（也就是說(shuō)，在 namespace 或全局范圍內(nèi)的 operator*s）：
result = operator*(2, oneHalf); // error!
但是在本例中，沒(méi)有非成員的持有一個(gè) int 和一個(gè) Rational 的 operator*，所以搜索失敗。
再看一眼那個(gè)成功的調(diào)用。你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的第二個(gè)參數(shù)是整數(shù) 2，然而 Rational::operator* 卻持有一個(gè) Rational 對(duì)象作為它的參數(shù)。這里發(fā)生了什么呢？為什么 2 在一個(gè)位置能工作，在其它地方卻不行呢？
發(fā)生的是隱式類型轉(zhuǎn)換。編譯器知道你傳遞一個(gè) int 而那個(gè)函數(shù)需要一個(gè) Rational，但是它們也知道通過(guò)用你提供的 int 調(diào)用 Rational 的構(gòu)造函數(shù)，它們能做出一個(gè)相配的 Rational，這就是它們的所作所為。換句話說(shuō)，它們將那個(gè)調(diào)用或多或少看成如下這樣：
const Rational temp(2); // create a temporary
// Rational object from 2
result = oneHalf * temp; // same as oneHalf.operator*(temp);
當(dāng)然，編譯器這樣做僅僅是因?yàn)樘峁┝艘粋€(gè)非顯性的構(gòu)造函數(shù)。如果 Rational 的構(gòu)造函數(shù)是顯性的，這些語(yǔ)句都將無(wú)法編譯：
result = oneHalf * 2; // error! (with explicit ctor);
// can’t convert 2 to Rational
result = 2 * oneHalf; // same error, same problem
支持混合模式操作失敗了，但是至少兩個(gè)語(yǔ)句的行為將步調(diào)一致。
然而，你的目標(biāo)是既保持一致性又要支持混合運(yùn)算，也就是說(shuō)，一個(gè)能使上面兩個(gè)語(yǔ)句都可以編譯的設(shè)計(jì)。讓我們返回這兩個(gè)語(yǔ)句看一看，為什么即使 Rational 的構(gòu)造函數(shù)不是顯式的，也是一個(gè)可以編譯而另一個(gè)不行：
result = oneHalf * 2; // fine (with non-explicit ctor)
result = 2 * oneHalf; // error! (even with non-explicit ctor)
其原因在于僅僅當(dāng)參數(shù)列在參數(shù)列表中的時(shí)候，它們才有資格進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換。而對(duì)應(yīng)于成員函數(shù)被調(diào)用的那個(gè)對(duì)象的隱含參數(shù)—— this 指針指向的那個(gè)——根本沒(méi)有資格進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換。這就是為什么第一個(gè)調(diào)用能編譯而第二個(gè)不能。第一種情況包括一個(gè)參數(shù)被列在參數(shù)列表中，而第二種情況沒(méi)有。
你還是希望支持混合運(yùn)算，然而，現(xiàn)在做到這一點(diǎn)的方法或許很清楚了：讓 operator* 作為非成員函數(shù)，因此就允許便一起將隱式類型轉(zhuǎn)換應(yīng)用于所有參數(shù)：
class Rational {
... // contains no operator*
};
const Rational operator*(const Rational& lhs, // now a non-member
const Rational& rhs) // function
{
return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
Rational oneFourth(1, 4);
Rational result;
result = oneFourth * 2; // fine
result = 2 * oneFourth; // hooray, it works!
這樣的確使故事有了一個(gè)圓滿的結(jié)局，但是有一個(gè)吹毛求疵的毛病。operator* 應(yīng)該不應(yīng)該作為 Rational 類的友元呢？
在這種情況下，答案是不，因?yàn)?operator* 能夠根據(jù) Rational 的 public 接口完全實(shí)現(xiàn)。上面的代碼展示了做這件事的方法之一。這導(dǎo)出了一條重要的結(jié)論：與成員函數(shù)相對(duì)的是非成員函數(shù)，而不是友元函數(shù)。太多的程序員假設(shè)如果一個(gè)函數(shù)與一個(gè)類有關(guān)而又不應(yīng)該作為成員時(shí)（例如，因?yàn)樗械膮?shù)都需要類型轉(zhuǎn)換），它應(yīng)該作為友元。這個(gè)示例證明這樣的推理是有缺陷的。無(wú)論何時(shí)，只有你能避免友元函數(shù)，你就避免它，因?yàn)?，就像在現(xiàn)實(shí)生活中，朋友的麻煩通常多于他們的價(jià)值。當(dāng)然，有時(shí)友誼是正當(dāng)?shù)?，但是事?shí)表明僅僅因?yàn)楹瘮?shù)不應(yīng)該作為成員并不自動(dòng)意味著它應(yīng)該作為友元。 本 Item 包含真理，除了真理一無(wú)所有，但它還不是完整的真理。當(dāng)你從 Object-Oriented C++ 穿過(guò)界線進(jìn)入 Template C++而且將 Rational 做成一個(gè)類模板代替一個(gè)類，就有新的問(wèn)題要考慮，也有新的方法來(lái)解決它們，以及一些令人驚訝的設(shè)計(jì)含義。
Things to Remember
·如果你需要在一個(gè)函數(shù)的所有參數(shù)（包括被 this 指針?biāo)赶虻哪莻€(gè)）上使用類型轉(zhuǎn)換，這個(gè)函數(shù)必須是一個(gè)非成員。
class Rational {
public:
Rational(int numerator = 0, // ctor is deliberately not explicit;
int denominator = 1); // allows implicit int-to-Rational
// conversions
int numerator() const; // accessors for numerator and
int denominator() const; // denominator - see Item 22
private:
...
};
你知道你應(yīng)該支持類似加，乘等算術(shù)運(yùn)算，但是你不確定你應(yīng)該通過(guò)成員函數(shù)還是非成員函數(shù)，或者，非成員的友元函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)它們。你的直覺(jué)告訴你，當(dāng)你拿不準(zhǔn)的時(shí)候，你應(yīng)該堅(jiān)持面向?qū)ο?。你知道這些，于是表示，有理數(shù)的乘法與 Rational 類相關(guān)，所以在 Rational 類內(nèi)部為有理數(shù)實(shí)現(xiàn) operator* 似乎更加正常。與直覺(jué)不符，將函數(shù)放置在它們所關(guān)聯(lián)的類的內(nèi)部的主意有時(shí)候與面向?qū)ο蟮脑瓌t正好相反，但是讓我們將它放到一邊，來(lái)研究一下將 operator* 作為 Rational 的一個(gè)成員函數(shù)的主意：
class Rational {
public:
...
const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};
（如果你不能確定為什么這個(gè)函數(shù)聲明為這個(gè)樣子——返回一個(gè) const by-value 的結(jié)果，卻持有一個(gè) reference-to-const 作為它的參數(shù)。）
這個(gè)設(shè)計(jì)讓你在有理數(shù)相乘時(shí)不費(fèi)吹灰之力：
Rational oneEighth(1, 8);
Rational oneHalf(1, 2);
Rational result = oneHalf * oneEighth; // fine
result = result * oneEighth; // fine
但是你并不感到滿意。你還希望支持混合模式的操作，以便讓 Rationals 能夠和其它類型（例如，int）相乘。畢竟，很少有事情像兩個(gè)數(shù)相乘那么正常，即使它們碰巧是數(shù)字的不同類型。
當(dāng)你試圖做混合模式的算術(shù)運(yùn)算時(shí)，可是，你發(fā)現(xiàn)只有一半時(shí)間它能工作：
result = oneHalf * 2; // fine
result = 2 * oneHalf; // error!
這是一個(gè)不好的征兆。乘法必須是可交換的，記得嗎？
當(dāng)你重寫最后兩個(gè)例子為功能等價(jià)的另一種形式時(shí)，問(wèn)題的來(lái)源就變得很明顯了：
result = oneHalf.operator*(2); // fine
result = 2.operator*(oneHalf); // error!
對(duì)象 oneHalf 是一個(gè)包含 operator* 的類的實(shí)例，所以編譯器調(diào)用那個(gè)函數(shù)。然而，整數(shù) 2 與類沒(méi)有關(guān)系，因而沒(méi)有 operator* 成員函數(shù)。編譯器同樣要尋找能如下調(diào)用的非成員的 operator*s（也就是說(shuō)，在 namespace 或全局范圍內(nèi)的 operator*s）：
result = operator*(2, oneHalf); // error!
但是在本例中，沒(méi)有非成員的持有一個(gè) int 和一個(gè) Rational 的 operator*，所以搜索失敗。
再看一眼那個(gè)成功的調(diào)用。你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的第二個(gè)參數(shù)是整數(shù) 2，然而 Rational::operator* 卻持有一個(gè) Rational 對(duì)象作為它的參數(shù)。這里發(fā)生了什么呢？為什么 2 在一個(gè)位置能工作，在其它地方卻不行呢？
發(fā)生的是隱式類型轉(zhuǎn)換。編譯器知道你傳遞一個(gè) int 而那個(gè)函數(shù)需要一個(gè) Rational，但是它們也知道通過(guò)用你提供的 int 調(diào)用 Rational 的構(gòu)造函數(shù)，它們能做出一個(gè)相配的 Rational，這就是它們的所作所為。換句話說(shuō)，它們將那個(gè)調(diào)用或多或少看成如下這樣：
const Rational temp(2); // create a temporary
// Rational object from 2
result = oneHalf * temp; // same as oneHalf.operator*(temp);
當(dāng)然，編譯器這樣做僅僅是因?yàn)樘峁┝艘粋€(gè)非顯性的構(gòu)造函數(shù)。如果 Rational 的構(gòu)造函數(shù)是顯性的，這些語(yǔ)句都將無(wú)法編譯：
result = oneHalf * 2; // error! (with explicit ctor);
// can’t convert 2 to Rational
result = 2 * oneHalf; // same error, same problem
支持混合模式操作失敗了，但是至少兩個(gè)語(yǔ)句的行為將步調(diào)一致。
然而，你的目標(biāo)是既保持一致性又要支持混合運(yùn)算，也就是說(shuō)，一個(gè)能使上面兩個(gè)語(yǔ)句都可以編譯的設(shè)計(jì)。讓我們返回這兩個(gè)語(yǔ)句看一看，為什么即使 Rational 的構(gòu)造函數(shù)不是顯式的，也是一個(gè)可以編譯而另一個(gè)不行：
result = oneHalf * 2; // fine (with non-explicit ctor)
result = 2 * oneHalf; // error! (even with non-explicit ctor)
其原因在于僅僅當(dāng)參數(shù)列在參數(shù)列表中的時(shí)候，它們才有資格進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換。而對(duì)應(yīng)于成員函數(shù)被調(diào)用的那個(gè)對(duì)象的隱含參數(shù)—— this 指針指向的那個(gè)——根本沒(méi)有資格進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換。這就是為什么第一個(gè)調(diào)用能編譯而第二個(gè)不能。第一種情況包括一個(gè)參數(shù)被列在參數(shù)列表中，而第二種情況沒(méi)有。
你還是希望支持混合運(yùn)算，然而，現(xiàn)在做到這一點(diǎn)的方法或許很清楚了：讓 operator* 作為非成員函數(shù)，因此就允許便一起將隱式類型轉(zhuǎn)換應(yīng)用于所有參數(shù)：
class Rational {
... // contains no operator*
};
const Rational operator*(const Rational& lhs, // now a non-member
const Rational& rhs) // function
{
return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
Rational oneFourth(1, 4);
Rational result;
result = oneFourth * 2; // fine
result = 2 * oneFourth; // hooray, it works!
這樣的確使故事有了一個(gè)圓滿的結(jié)局，但是有一個(gè)吹毛求疵的毛病。operator* 應(yīng)該不應(yīng)該作為 Rational 類的友元呢？
在這種情況下，答案是不，因?yàn)?operator* 能夠根據(jù) Rational 的 public 接口完全實(shí)現(xiàn)。上面的代碼展示了做這件事的方法之一。這導(dǎo)出了一條重要的結(jié)論：與成員函數(shù)相對(duì)的是非成員函數(shù)，而不是友元函數(shù)。太多的程序員假設(shè)如果一個(gè)函數(shù)與一個(gè)類有關(guān)而又不應(yīng)該作為成員時(shí)（例如，因?yàn)樗械膮?shù)都需要類型轉(zhuǎn)換），它應(yīng)該作為友元。這個(gè)示例證明這樣的推理是有缺陷的。無(wú)論何時(shí)，只有你能避免友元函數(shù)，你就避免它，因?yàn)?，就像在現(xiàn)實(shí)生活中，朋友的麻煩通常多于他們的價(jià)值。當(dāng)然，有時(shí)友誼是正當(dāng)?shù)?，但是事?shí)表明僅僅因?yàn)楹瘮?shù)不應(yīng)該作為成員并不自動(dòng)意味著它應(yīng)該作為友元。 本 Item 包含真理，除了真理一無(wú)所有，但它還不是完整的真理。當(dāng)你從 Object-Oriented C++ 穿過(guò)界線進(jìn)入 Template C++而且將 Rational 做成一個(gè)類模板代替一個(gè)類，就有新的問(wèn)題要考慮，也有新的方法來(lái)解決它們，以及一些令人驚訝的設(shè)計(jì)含義。
Things to Remember
·如果你需要在一個(gè)函數(shù)的所有參數(shù)（包括被 this 指針?biāo)赶虻哪莻€(gè)）上使用類型轉(zhuǎn)換，這個(gè)函數(shù)必須是一個(gè)非成員。