C++ 将自定义类型的转换运算符重载为 std::string

Posted 2023-03-31

【中文标题】C++ 将自定义类型的转换运算符重载为 std::string

【英文标题】：C++ overloading conversion operator for custom type to std::string

【发布时间】：2011-03-31 21:29:07

【问题描述】：

我希望有人能够回答为什么以下内容不起作用。不过请耐心等待，我仍然是一个菜鸟…… 我只是无法深入了解以下原因

using namespace std;
#include <string>
#include <iostream>

class testClass

public:
 operator char* () return (char*)"hi";;
 operator int ()  return 77;;
 operator std::string  () return "hello";;
;

int main()

 char* c;
 int i;
 std::string s = "goodday";

 testClass t;

 c = t;
 i = t;
 s = t;

 cout<< "char: " << c << " int: " << i << " string: "<<s<<endl;

 return 0;

给我一​​个编译时错误：

myMain.cpp: In function ‘int main()’:
myMain.cpp:23: error: ambiguous overload for ‘operator=’ in ‘s = t’
/usr/include/c++/4.2.1/bits/basic_string.h:500: note: candidates are: std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::operator=(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>&) [with _CharT = char, _Traits = std::char_traits<char>, _Alloc = std::allocator<char>]
/usr/include/c++/4.2.1/bits/basic_string.h:508: note:                 std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::operator=(const _CharT*) [with _CharT = char, _Traits = std::char_traits<char>, _Alloc = std::allocator<char>]
/usr/include/c++/4.2.1/bits/basic_string.h:519: note:                 std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::operator=(_CharT) [with _CharT = char, _Traits = std::char_traits<char>, _Alloc = std::allocator<char>]

如果我不尝试分配

s = t;

确实有效。

我已经尝试了几个小时来理解错误消息，但最让我困惑的是它确实适用于 char*。

我很感激任何提示。 谢谢！ 马库斯

【参考方案1】：

错误试图解释的是，如果t 也是std::string，或者t 是一个 [const] char*。您的转换运算符可以将t 转换为任何一个，因此编译器没有依据来选择一个而不是另一个......

您可以通过选择所需的转换来明确消除歧义：

s = t.operator std::string();
s = static_cast<std::string>(t);

或者您可以只提供一种转化，并让用户在必要时进行进一步的转化。

你可能会发现 - 最后 - 任何转换运算符都比它的价值更麻烦......这说明std::string 本身并没有为const char* 提供转换运算符。

【讨论】：

但即使我将变量 c 和 char* 运算符排除在等式之外，它也无法编译。我试图避免类 testClass 的用户明确消除歧义，以解决无法重载返回值不同的成员函数的问题。

根据错误消息，歧义中涉及的第三个 std::string 赋值运算符来自“char”类型......不幸的是，您的测试类隐式转换为 int，而 char 只是一个（通常）8位整数......我同情你的目标......如果存在一个好的解决方案会很棒 - 想象一下不必经常调用 std::string::c_str() - 但不幸的是可用的方法有问题。也许 C++ 应该支持一种符号来消除这种情况的歧义——当程序员确信所有匹配在功能上是等效的——但现在...... :-(.

“功能等效”并不意味着等效。使用 const std::string& 构造/分配字符串可能比 const char* 更有效（我认为，使用 GCC libstdc++，它共享缓冲区并进行写时复制），即使它们似乎在执行同样的事情。

非常正确。类似地，std::string::size() 是 O(1) 而 strlen() 是 O(n)。所以，假设你已经重载了 fn(const std::string&) 和 fn(const char*)，如果你可以表明对前者的偏好来指定使用哪个参数的转换运算符，那么被调用者将只是一次做出最佳选择，而不是调用者必须在每个调用站点都这样做，可能不知道 fn() 实现以及哪个重载调用更可取。

【参考方案2】：

$13.3.1.5/2 声明-“转换 S及其基类的函数 被考虑。那些不是 隐藏在 S 中并产生类型 T 或 a 可以转换为类型 T 的类型 通过标准转换序列 (13.3.3.1.1) 是候选函数。 返回一个转换函数 cv 限定类型被认为是 产生 cv 不合格的版本 这种类型的这个过程 选择候选函数。 返回的转换函数 “引用 cv2 X”返回左值 键入“cv2 X”，因此是 考虑为此过程产生 X 选择候选函数。”

赋值 s = t 的作用如下：

a) 't' (testClass) 类型中的所有成员都被认为可以将't' 转换为's'。

Candidate 1: operator string();   // s created using member string::operator=(string const&)
Candidate 2: operator char *()    // s created using member string::operator=(char const*)
Candidate 3: operator char *()    // s created using member string::operator=(char *)

b) 上述所有候选者都是可行的（也就是说，在没有其他候选者的情况下，编译器可以成功解析对其中任何一个的函数调用）

c) 但是，现在必须确定最可行的候选人。涉及的转换序列是：

Candidate 1: U1 : operator string()
Candidate 2: U2 : operator char*()->const qualification to match string::operator=(char const*)
Candidate 3: U3 : operator char*()

$13.3.3.1.1/3 状态 - “a 的排名 转换顺序由下式确定 考虑到每个人的等级 在序列和转换 任何参考绑定的等级 (13.3.3.1.4)。如果其中任何一个有 转换秩，序列有 转化排名；"

这意味着 U1、U2 和 U3 都具有转换等级，并且在第一级中，两者都不比另一个更好。但是，该标准还规定

用户定义的转换序列U1是 更好的转换顺序 另一个用户定义的转换 如果它们包含相同的序列 U2 用户定义的转换函数或 构造函数和如果第二个标准 U1的转换顺序更好 比第二个标准转换 U2的序列。

那么，让我们看看这意味着什么。

在 U1 和 U2 之间，它们涉及不同的转换函数，因此没有一个比另一个更好

在 U1 和 U3 之间，它们涉及不同的转换函数，因此没有一个比另一个更好

那么 U1 和 U2 呢？它们涉及相同的转换函数，满足上述“与”条件的第一部分

那么“如果U1的第二个标准转换序列优于U2的第二个标准转换序列”部分呢

在 U2 中，第二个标准转换序列需要 const 限定，而在 U3 中则不需要。 U3的第二个标准转换序列是Exact Match。

但正如标准中的表 9 所述，CV 资格也被认为是精确匹配。

因此，就重载解决方案而言，U2 和 U3 也确实无法区分。

这意味着 U1、U2 和 U3 都非常好，编译器发现解析调用（作为赋值语句的一部分）是模棱两可的，因为没有明确的最佳可行函数

【讨论】：

朋友们，在块引号中格式化步骤 (c) 时遇到困难。需要帮助。

【参考方案3】：

没有确切的 std::string::operator=。候选人是，转述，

s = (const std::string)(std::string)t;
s = (const char*)t;
s = (char)(int)t;

我认为如果您将其更改为 return const std::string，一切都会奏效。（编辑：我错了。）另外请注意，第一个函数应该返回常量字符 *。如果您需要将字符串文字转换为 char*，那么您做错了；字符串文字是不可可写的。

【讨论】：

刚刚试过了，好像不行。并感谢您的提示。我知道我需要思考和了解更多关于事物何时是或应该是 const...

运算符 std::string() 没有任何问题...它从字符串文字构造一个临时的 std::string ，然后由调用者“拥有”，因此对其进行任何非常量操作不会影响字符串文字本身。但它绝对应该是 operator const char*() 第一个。

显然我的 C++-Fu 没有达到标准。它必须同时选择强制转换和赋值运算符，并且没有理由更喜欢operator=(const std::string&) 而不是operator=(const char*)。我不确定你是否可以定义全局赋值运算符（即::operator=(std::string&,const testClass&)，但如果它有效，那可能是一个解决方案。）

【参考方案4】：

实际上，这是因为std::string 提供了一个接受const char* 的赋值运算符。

【讨论】：

那么也就是说std​​::string operator= () 和我的testClass::operator std::string () 正在竞争这个职位？

@Markus：正如其他人所解释的那样，赋值运算符是重载的，并且可以处理您的类对其进行隐式转换的多个类型。

【参考方案5】：

好的，已经非常感谢大家了。我想我已经开始掌握它的窍门了，有点……

首先我不知道这个事实，char 只是一个 8 位 int。感谢您的澄清。

所以我明白了，因为为 std::string 定义了三个赋值运算符，每个运算符在我的表达式的右侧都有不同的参数（string、char*、const char*）

s=t

不知道，必须转换成哪种类型，因为有多个，可能匹配的（对于这个分配给 std::string 的）转换定义与任何一个

operator int ()  return 77;;
operator std::string  () return "hello";;

（因为 char : 8bit int）

或

operator char* () return (char*)"hi";;
operator std::string  () return "hello";;

对吗？所以用白痴的话来说，赋值的左侧并没有告诉右侧它期望哪种类型，所以 rhs 必须从它的选项中进行选择，其中一个和其他的一样好？ std::string operator= 正在容忍我的意图？

到目前为止一切顺利，我以为我明白了 - 但是，为什么以下内容也会产生歧义？

 using namespace std;
 #include <string>
 #include <iostream>

 class testClass
  
   public:
     operator float ()  return float(77.333);;
     operator std::string  () return "hello";;
  ;

  int main()
  
    std::string s = "goodday";
    testClass t;

    s = t;

    cout<< " string: "<<s <<endl;

    return 0;
  

现在我只定义了一个匹配的转换运算符，对吧？ std::string operator= 不能接受浮点数，或者可以吗？还是 float 在某种程度上又等同于 char 的某种变体？

我将代码理解为 's=' 告诉 rhs：“给我一个字符串，char* 或 const char*”

Rhs 检查给定 testClass 实例它可以提供什么，唯一匹配的是 testClass::operator std::string

再次感谢你们的耐心、专业知识和时间，我真的很感激。

【讨论】：

这是因为作为浮点整数标准转换序列的一部分，'float' 可以转换为 'char'。如果您难以理解编译器消息，了解该概念的一种方法是注释掉“operator string()”并检查代码中发生的情况。 VS给出“警告C4244：'argument'：从'float'转换为'char'，可能丢失数据”。这意味着运算符 float() 是一个候选对象，调用此运算符的匹配项需要从 float 转换为 char

好的，我还有很多东西要学。再次感谢大家！我想我的，我认为的优雅解决方案毕竟行不通......