本周小贴士#141:注意隐式转换到bool

Posted 2022-07-04 -飞鹤-

作为TotW#141最初发表于2018年1月19日
由Samuel Freilich创作

两种空指针检查

在解引用之前检查指针是否为空来避免崩溃和错误很重要。这可以通过两种方式完成：

if (foo) 
  DoSomething(*foo);

if (foo != nullptr) 
  DoSomething(*foo);

鉴于foo是一个指针，这两个条件具有相同的语义，但后面的类型检查更严格点。在C++中，许多类型都可以隐式转换为bool，当指向的类型本身转换为bool时需要额外注意。

考虑以下代码，它可能具有两个截然不同的含义：

bool* is_migrated = ...;

// 这是在检测is_migrated是否为空，或者真实意图是校验*is_migrated为真呢？
if (is_migrated) 
  ...

这份代码更清晰：

// 看起来像是对一个bool*的空指针进行检查
if (is_migrated != nullptr) 
  ...

这两种样式在 Google C++ 代码中都是可接受的。 所以当底层类型不能隐式转换为 bool 时，遵循周围代码的风格。 如果所讨论的值是像 std::unique_ptr 这样的“智能指针”，则语义和权衡是相同的。

可选值和作用域分布

可选（例如 absl::optional）值呢？ 他们值得更仔细的考虑。
例如：

absl::optional<bool> b = MaybeBool();
if (b)  ...   // 当函数返回absl::optional(false)时发生了什么?

将变量声明放在 if 语句的条件中会限制变量的作用域，但该值会隐式转换为布尔值，因此可能无法明确测试哪个布尔属性。

以下代码的意图更清楚：

absl::optional<bool> b = MaybeBool();
if (b.has_value())  ... 

请注意，实际上，上面的代码片段是等价的：absl::optional 到 bool 的转换只查看 optional 是否已满，而不是查看其内容。 读者可能会发现 optional(false) 为 true 有悖常理，但很明显 optional(false) 有一个值。 同样，当底层类型可以隐式转换为 bool 时，需要格外小心。

可选返回值的一种模式是将变量声明放在 if 语句的条件中。 这限制了变量的范围，但涉及到布尔的隐式转换：

if (absl::optional<Foo> foo = MaybeFoo()) 
  DoSomething(*foo);

注意：在 C++17 中，if 语句可以包含初始化器，因此可以限制声明的范围，同时避免隐式转换：

if (absl::optional<Foo> foo = MaybeFoo(); foo.has_value()) 
  DoSomething(*foo);

类布尔枚举

假设您已经采纳了技巧 #94 的建议，并决定在函数签名中使用枚举而不是 bool，以便在调用站点获得更好的可读性。 这种重构可能会在函数定义中引入隐式转换：

void ParseCommandLineFlags(
    const char* usage, int* argc, char*** argv,
    StripFlagsMode strip_flags_mode) 
  if (strip_flags_mode)   // 哪个值又是真呢？
    ...
  

您可以通过用显式比较替换隐式转换来获得额外的清晰度：

void ParseCommandLineFlags(
    const char* usage, int* argc, char*** argv,
    StripFlagsMode strip_flags_mode) 
  if (strip_flags_mode == kPreserveFlags) 
    ...
  

总结

总之，注意隐匿转换为bool可能是不清楚的，因此考虑编写更显式的代码：

• 将指针类型与 nullptr 进行比较（特别是如果指向的类型可以隐式转换为 bool）。
• 使用诸如 absl::optional::has_value() 之类的布尔函数测试容器是否为空（特别是如果包含的类型可以隐式转换为 bool）。 对 if 使用可选的初始化形式来限制变量的范围（提示 #165）。 不过请记住只调用接口，不要获取 value() 或 has_value() 的地址。 testing::Optional 匹配器可以帮助测试。
• 将枚举与特定值进行比较。
  更详细参考：Contextual conversions