C++ 安全布尔包装器答案

【问题标题】：C++ safe bool wrapperC++ 安全布尔包装器
【发布时间】：2017-01-16 20:40:55
【问题描述】：

我正在尝试设计一个 bool 包装器 结构应用 safe bool idiom。
解决这个问题的经典实现非常简单：骨架可能是这样的：

struct Bool final
{
  Bool() = default;

  Bool(bool value)
    : _value{value}
  {}

  explicit operator bool() const {
    return _value;
  }

private:
  bool _value{false};
};

我要改进的部分是Bool 的构造方式。
例如，我想通过设计避免隐式缩小：

Bool b1(45); // yields warnings, but it compiles
Bool b2{3};  // not ok by standard

我尝试使用模板伤害自己，但没有成功。

我怎样才能让它工作？

【问题讨论】：

您可能还想查看一些有关安全布尔的现有技术。例如，this page 经历了制作安全布尔值的过程，并解释了在此过程中可能遇到的一些陷阱（例如，operator bool 带有一些其他演员可以避免的意外副作用）
谢谢！我一定会看看的！

标签： c++ boolean safe-bool-idiom

【解决方案1】：

您可以通过显式删除所有其他构造函数来实现此目的。

struct Bool final
{
    template<class T>
    Bool(T) = delete;

    Bool(bool value);
};

【讨论】：

_value 的声明在哪里？您是否为了简洁而忽略了这一点？
那段代码也会（隐式地）删除默认构造函数，对吧？
@gurka 见default constructor。 “如果没有为类类型提供任何类型的用户声明的构造函数[...]，编译器将始终将默认构造函数声明为其类的内联公共成员。”。只需提供Bool(bool value) 就足以删除默认构造函数。
如此简单，如此优雅。
@AdvSphere 正如您所指出的，explicit 不会阻止Bool foo{true};，也不会阻止Bool foo{1};。第二种情况是 OP 试图阻止的。通过删除构造函数模板，您可以防止Bool foo{1};，因为它会绑定到已删除的构造函数。

【解决方案2】：

添加和显式删除模板构造函数：

template <typename T>
Bool(T) = delete;

它比其他构造函数更好地匹配实际 bool 以外的任何内容，从而防止隐式转换。

【讨论】：

“除了实际的 bool 之外的任何东西”——和 Bool：这不会，也可能不应该禁用编译器生成的复制和移动构造函数。

【解决方案3】：

如果您只需要：
一个只有“真”或“假”且不能隐式转换为 int/char/pointer 的变量，然后我会考虑使用枚举类：

enum class Bool {
    False,
    True,
};

【讨论】：

【解决方案4】：

我正在尝试设计一个应用安全 bool 习惯用法的 bool 包装结构。

不要。

安全的 bool 习惯用法仅在 C++03 及更早版本中相关 - 如果您通过执行以下操作来表达您的类型是“真实的”：

struct A {
    operator bool() const;
};

你会遇到各种各样的问题，比如：

A{} + 4;    // ok?!
A{} < 0;    // ok?!
A{} == B{}; // ok if B also has operator bool??!

所以安全布尔成语是解决这个意外隐式转换问题的方法，使用函数指针（当然，函数指针！）。

在 C++11 中，我们有一个更好的方法：

struct A {
    explicit operator bool() const;
};

这正是我们想要的。其实是literally designed解决了这个问题。虽然安全的布尔成语是相当复杂的脚手架，但explicit operator bool 使用起来超级简单，而且只是做正确的事。您不需要包装器 - 实际上使用包装器比直接编写 explicit operator bool 更难。

此外，您的包装器对用户施加了 (a) 不可派生性，因为您将 Bool 设为 final 和 (b) 额外的 bool 成员，您必须保持同步，因此它引入而不是解决问题.考虑一下您需要执行多少工作：

template <class T>
struct my_unique_ptr : Bool { ... };

对

template <class T>
struct my_unique_ptr {
    T* ptr;

    explicit operator bool() const { return ptr; }
};

【讨论】：