重载运算符或数字转换的问题答案

【问题标题】：Troubles with overloading operator or numbers conversion重载运算符或数字转换的问题
【发布时间】：2013-03-20 16:27:32
【问题描述】：

我正在学习 C++ 中的重载运算符，但遇到了一个问题。

我写了一个（原始）类来表示 C++ 中的一个分数，以及一个将其中两个相乘的函数。

如果我想使用函数将分数乘以整数，一切都很好（感谢转换构造函数：P）。但是现在我想将分数乘以重载的 *，就像两个数字一样。乘以first_fraction * second_fraction 效果很好，但编译器不想将fraction * 2 中的数字转换为分数。（它给出了这个错误：error C2666: 'operator *' : 2 重载有类似的转换）

如果我手动转换它，使用fraction*static_cast<CFraction>(2) 它会再次工作。

谁能解释我做错了什么？完整代码如下：

#include <iostream>

using namespace std;

class CFraction
{

private:
    int m_numerator;
    int m_denominator;

public:

    // Normal constructor, default constructor and conversion constructor
    CFraction(int numerator=0,int denominator = 1) : m_numerator(numerator), m_denominator(denominator)
    {               
    }

    int numerator() const { return m_numerator; }
    void numerator(int numerator) { m_numerator = numerator; }

    int denominator() const { return m_denominator; }
    void denominator(int denominator) { m_denominator = denominator; }

    // Conversion to decimal form
    operator float()
    {
        return m_numerator / static_cast<float>(m_denominator);
    }   

};

// Function to multiply 2 fractions
CFraction multiplication(const CFraction& f1,const CFraction& f2)
{
    return CFraction(f1.numerator()*f2.numerator(),f1.denominator()*f2.denominator());
}

// Overloaded opearator to multiply 2 fractions
CFraction operator *(const CFraction& f1,const CFraction& f2)
{
    return CFraction(f1.numerator()*f2.numerator(),f1.denominator()*f2.denominator());
}

int main()
{
    CFraction fraction1(3,4);

    cout << "Fraction: "<< fraction1.numerator() << "/" << fraction1.denominator() << endl;
    cout << "Decimal: " << static_cast<float>(fraction1) << endl;

    // Multiplication by function works very well
    CFraction result = multiplication(fraction1,2);

    // (ERROR) Compiller won't convert 2 to CFraction class
    CFraction result1 = fraction1*2;

    // Using manually covnerted integer - works again
    CFraction result2 = fraction1*static_cast<CFraction>(2);

    cout << "Multiplied by 2: " << static_cast<float>(result);

    getchar();
    return 0;
}

PS。如果重要的话，我正在使用 MS Visual C++ 2010

【问题讨论】：

标签： c++ operator-overloading type-conversion

【解决方案1】：

问题是您的类Fraction 有一个构造函数不声明为explicit 并且可以接受int 类型的一个参数。因此，每次需要Fraction，但提供int时，编译器都可以选择这个构造函数来实现隐式的用户自定义转换序列。

此外，您的类型Fraction 还具有到float 的转换运算符，这使得每次需要float 时都可以将Fraction 隐式转换为float，但提供了Fraction .

因此，下面的指令是模棱两可的：

CFraction result1 = fraction1*2;

编译器不知道是否为 Fraction 类型的对象选择 operator * 的重载，并使用 Fraction 的构造函数将第二个参数 (2) 转换为 Fraction 传递2 作为输入，或者更确切地说，通过转换运算符将第一个参数转换为 float，然后使用内置的 operator * 执行 float 和 int 之间的乘法运算。

在 C++11 中，您可以决定将转换运算符设为 explicit，这样可以防止歧义：您将无法再默默地将 fraction1 转换为 2，因此编译器将只能选择将2 转换为Fraction 并调用operator * 的重载。

在这种情况下，如果要执行从Fraction 到float 的转换，则必须显式编写转换：

float f = static_cast<float>(result1);

另一种选择是使您的构造函数explicit 而不是转换运算符，这样当提供可转换为整数的单个值时，编译器将无法静默实例化Fraction。

这将解决上述乘法本身的歧义，因为它使编译器只能选择通过转换运算符将fraction1 转换为float。但是，会出现两个问题。

首先，你不能再写了：

CFraction result = multiplication(fraction1, 2);

因为这试图从第二个参数2 中创建一个Fraction（multiplication() 需要两个Fractions 作为它的参数）。相反，您必须明确地构造对象：

CFraction result = multiplication(fraction1, CFraction(2));

其次，即使您上面的原始乘法可以工作，result1 的最终复制初始化也不会，因为（再一次）需要隐式转换。

因此，您必须将复制初始化重写为：

CFraction result1 = CFraction(fraction1*2);

或者直接初始化：

CFraction result1(fraction1*2);

【讨论】：

感谢您详尽的回答

【解决方案2】：

    CFraction result2 = fraction1 * 2;

你如何使用结果对它的计算方式没有影响，所以这只是：

   fraction1 * 2

这是模棱两可的。您可以将fraction1 转换为浮点数并将其乘以2。您可以将2 转换为Fraction，然后使用operator*。编译器不知道你想要哪个。

【讨论】：

【解决方案3】：

因为您在 CFraction 类中提供了浮点转换，所以编译器可以选择转换

CFraction result1 = fraction1*2;

将您自己的运算符 * 与 CFractions 一起使用，或者将标准运算符 * 与浮点数和整数一起使用。

如果你可以使用 C++11，你可以用显式标记你的浮点转换。否则，将其重命名为“as_float”。隐式转换通常有问题，最好避免。

【讨论】：

【解决方案4】：

尝试使用模板并将转换留给编译器。

【讨论】：