第8课 列表初始化（3）_防止类型收窄、explicit关键字

1. 防止类型收窄

（1）类型收窄：指的是导致数据内容发生变化或者精度丢失的隐式类型转换。

（2）类型收窄的几种情况：

　　①从浮点数隐式转换为整型数，如int i=2.2;

　　②从高精度浮点数隐式转换为低精度浮点数。如从long double转double或float。

　　③从整型数隐式转换为浮点数，并且超出浮点数的表示范围，如float=(unsigned long Long)-1，注意这表示将-1先强制转换为unsigned long long，再隐式转换为float。

　　④从整型数隐式转换为长度较短的整型数，并且超出其表示范围。如char x=65536。

（3）在C++98/03中，类型收窄编译器不会报错，而C++11中可以通过列表初始化来检查及防止类型收窄。

【编程实验】防止类型收窄

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

int main()
{
    int x1(5.3);   //ok，x1=5
    int x2 = 5.3;  //ok，x2=5
    int x3 {5.3};  //error：narrowing，gcc给的是warning
    int x4 = {5.3};//同上
    char c1{7};    //ok
    char c2{99999};//error：narrowing，gcc给的是warning
    std::vector<int> v1{1,2,3,4,5}; //ok
    std::vector<int> v2{1,2,3,4,5.6}; //error：narrowing，gcc给的是warning
    
    float fa = 1e40;  //ok，double->float
    float fb = {1e40};//error，double->float，超过float能表示的范围
    float fc = (unsigned long long)-1; //将-1（0xFFFFFFFF）强转，再隐式转成float
    float fd = {(unsigned long long)-1}; //error
    float fe = (unsigned long long)1; //将1强转，再隐式转成float
    float ff = {(unsigned long long)1}; //ok
    
    const int x = 1024, y = 1; //注意x，y被const修饰
    char c = x;  //ok
    char d = {x};//error
    char e = y;  //ok
    char f = {y};//ok。如果y为int型，则该行会出错。但由于加了const并且值为1。编译器
                 //认为这样的转换是安全的。
    
    
    return 0;
}
/*
*******************gcc上的测试结果*********************
e:StudyC++118>g++ -std=c++11 test1.cpp
test1.cpp: In function 'int main()':
test1.cpp:9:13: error: narrowing conversion of '5.2999999999999998e+0' from 'double' to 'int' inside { } [-Wnarrowing]
test1.cpp:10:15: error: narrowing conversion of '5.2999999999999998e+0' from 'double' to 'int' inside { } [-Wnarrowing]
test1.cpp:12:15: error: narrowing conversion of '99999' from 'int' to 'char' inside { } [-Wnarrowing]
test1.cpp:14:33: error: narrowing conversion of '5.5999999999999996e+0' from 'double' to 'int' inside { } [-Wnarrowing]
test1.cpp:17:18: error: narrowing conversion of '1.0e+40' from 'double' to 'float' inside { } [-Wnarrowing]
test1.cpp:19:36: error: narrowing conversion of '18446744073709551615ull' from 'long long unsigned int' to 'float' inside { } [-Wnarrowing]
test1.cpp:24:11: warning: overflow in implicit constant conversion [-Woverflow]
test1.cpp:25:13: error: narrowing conversion of '1024' from 'int' to 'char' inside { } [-Wnarrowing]
  
*******************vc2015上的测试结果*********************
test1.cpp(9): error C2397: 从“double”转换到“int”需要收缩转换
test1.cpp(10): error C2397: 从“double”转换到“int”需要收缩转换
test1.cpp(12): error C2397: 从“int”转换到“char”需要收缩转换
test1.cpp(14): error C2398: 元素“5”: 从“double”转换到“int”需要收缩转换
test1.cpp(17): error C2397: 从“double”转换到“float”需要收缩转换
test1.cpp(19): error C2397: 从“unsigned __int64”转换到“float”需要收缩转换
test1.cpp(25): error C2397: 从“const int”转换到“char”需要收缩转换
*/

2. explicit关键字

（1）explicit用于阻止编译器的隐式转换，一般用于修饰构造函数。

（2）C++98/03由于不能使用{}列表初始化，即隐式转换只发生在调用带一个参数的构造函数中。但C++11允许用{}列表初始化对象，这可能会隐式调用带多个参数的构造函数。

（3）C++11中，explicit可用于修饰带多个参数的构造函数以防止隐式转换。（注意C++98/03中explicit被用于修饰只带一个参数的构造函数，如果修饰带多个参数的构造函数则无效）

【编程实验】explicit修饰带多参的构造函数

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
public:
    Test(int a, int b)
    {
        cout <<"Test(int a, int b)" << endl;
    }
    
    Test(initializer_list<int>)
    {
        cout <<"Test(initializer_list<int>)" << endl;
    }
    
    explicit Test(int a, int b, int c)
    {
        cout <<"explicit Test(int a, int b, int c)" << endl;
    }
};

void func(const Test& t)
{
    
}

struct Complex
{
    int real, imag;
    
    //explicit 
    Complex(int re, int im = 0):real(re), imag(im){}
    
    Complex operator+(const Complex& x)
    {
        return Complex((real+x.real),(imag+x.imag));
    }
};

int main()
{
    Complex c1(12, 5);
    Complex c2 = c1 + 5;//会试图将5转换为Complex类型，所以会隐式调用构造
                        //函数。为了阻止这种行为，可以在构造函数前加explicit
    
    //1.由于Test带有一个initializer_list参数的构造函数，因此，下列
    //用{}初始化的对象都会直接调用该构造函数。
    //2.如果注释掉上述构造函数，则编译器会将{...}分解并传给相应的
    //构造函数，如果找不到相应的带多参的构造函数，则直接报错。
    Test t1(77, 5);       //Test(int a, int b)
    Test t2{77, 5};       //Test(initializer_list<int>)
    Test t3{77, 5, 42};   //Test(initializer_list<int>)
    Test t4 = {77, 5};    //Test(initializer_list<int>)
    Test t5 = {77, 5, 42};//Test(initializer_list<int>)
    Test t6(77, 5, 42);   //ok，显式调用explicit Test(int a, int b, int c)
    
    func({47, 11});           //Test(initializer_list<int>)
    func({47, 11, 3});        //Test(initializer_list<int>)
    func(Test{47, 11});       //Test(initializer_list<int>)
    func(Test{47, 11, 3});    //Test(initializer_list<int>)
    
    Test t11{77, 5, 42, 500};   //Test(initializer_list<int>)
    Test t12 = {77, 5, 42, 500};//Test(initializer_list<int>)
    Test t13 {10};  //Test(initializer_list<int>)
    
    return 0;
}
/*测试结果：
**************************不注释Test中带有一个initializer_list参数的构造函数***************************
e:StudyC++118>g++ -std=c++11 test2.cpp
e:StudyC++118>a.exe
Test(int a, int b)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
explicit Test(int a, int b, int c)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)
Test(initializer_list<int>)

**************************不注释Test中带有一个initializer_list参数的构造函数***************************
e:StudyC++118>g++ -std=c++11 test2.cpp -fno-elide-constructors
test2.cpp: In function 'int main()':
test2.cpp:55:22: error: converting to 'Test' from initializer list would use explicit constructor 'Test::Test(int, int, int)'
  Test t5 = {77, 5, 42};

test2.cpp:59:18: error: converting to 'const Test' from initializer list would use explicit constructor 'Test::Test(int, int, int)'
  func({47, 11, 3});  

test2.cpp:63:25: error: no matching function for call to 'Test::Test(<brace-enclosed initializer list>)'
  Test t11{77, 5, 42, 500}; 

test2.cpp:64:28: error: could not convert '{77, 5, 42, 500}' from '<brace-enclosed initializer list>' to 'Test'
  Test t12 = {77, 5, 42, 500};

test2.cpp:65:14: error: no matching function for call to 'Test::Test(<brace-enclosed initializer list>)'
  Test t13 {10};
*/