[轉(zhuǎn)]http://www.shnenglu.com/tiandejian/archive/2007/07/05/ec_24.html
我在這本書的序言中曾特別提到過，讓類支持隱式類型轉(zhuǎn)換在一般情況下都不會(huì)是一個(gè)好主意。當(dāng)然，這一準(zhǔn)則還是存在一些例外的，其中最普通的一個(gè)就是數(shù)值類型。舉例說，如果你正在設(shè)計(jì)一個(gè)表示有理數(shù)的類，提供從整數(shù)向有理數(shù)的轉(zhuǎn)換也不是毫無道理的。很顯然，這樣做與 C++ 內(nèi)建的從 int 向 double 的轉(zhuǎn)換 一樣符合常理（甚至比 C++ 內(nèi)建的從 double 向 int 的轉(zhuǎn)換 要合理得多）。這是千真萬確的，你可能以這樣的方式開始編寫你的 Rational （有理數(shù)） 類：
class Rational {
public:
Rational(int numerator = 0, int denominator = 1);
// 構(gòu)造函數(shù)是有意寫成非顯性的
// 從而可以提供 int 到 Rational 的隱性轉(zhuǎn)換
int numerator() const; // 用于訪問分子和分母的函數(shù)
int denominator() const; // 參見第 22 條
private:
...
};
此時(shí)你很了解這個(gè)類應(yīng)該支持諸如加法、乘法等算術(shù)操作，但是你并不能確定這些操作是應(yīng)該通過成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)，或者（如果可能的話）以非成員函數(shù)（友元）的形式實(shí)現(xiàn)。在你舉棋不定的時(shí)候，你的本能會(huì)告訴你你應(yīng)該盡量做到面向?qū)ο蟆Ｄ阒肋@一點(diǎn)，于是會(huì)說，有理數(shù)的乘法操作 與 Rational 類相關(guān)，因此很自然地，有理數(shù)的 operator* 就應(yīng)該實(shí)現(xiàn)為 Rational 類內(nèi)部的成員。與直覺恰恰相反的是，將函數(shù)放在相關(guān)的類中在有些時(shí)候恰恰是違背面向?qū)ο笤瓌t的（第 23 條中討論過），我們暫時(shí)不考慮這一問題，考察一下用 operator* 作為 Rational 的一個(gè)成員函數(shù)：
class Rational {
public:
...
const Rational operator*(const Rational& rhs) const;
};
（如果你不太了解為什么以這種方式定義函數(shù)：返回一個(gè) const 值而不是引用，使用“ const 引用”類型的參數(shù)。請(qǐng)參見第 3 、 20 、 21 條）
這種設(shè)計(jì)方案會(huì)使乘法操作非常簡(jiǎn)便：
Rational oneEighth(1, 8);
Rational oneHalf(1, 2);
Rational result = oneHalf * oneEighth; // 工作正常
result = result * oneEighth; // 工作正常
但是你不能滿足于現(xiàn)狀。你可能期望 Rational 支持混合模式操作，也就是說 Rational 應(yīng)該可以與其它類型值（比如 int ）相乘。畢竟說，兩數(shù)相乘的操作再自然不過了，即使這兩個(gè)數(shù)的類型不一致。
然而，當(dāng)你嘗試進(jìn)行混合模式算術(shù)時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它僅僅在一半的時(shí)間內(nèi)正常工作：
result = oneHalf * 2; // 工作正常
result = 2 * oneHalf; // 出錯(cuò)！
這是一個(gè)不好的兆頭。你是否記得乘法交換率呢？
如果你將上述后兩個(gè)示例重寫為它們等價(jià)的函數(shù)形式，代碼中的問題就會(huì)浮出水面：
result = oneHalf.operator*(2); // 工作正常
result = 2.operator*(oneHalf); // 出錯(cuò)！
oneHalf 對(duì)象是一個(gè)類的實(shí)例，這個(gè)類中包含 operator* ，于是編譯器就會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù)。然而整數(shù) 2 沒有相關(guān)的類，因此就沒有相關(guān)的 operator* 成員函數(shù)。編譯器仍然會(huì)去尋找非成員函數(shù) operator* （應(yīng)該存在于名字空間域或者整體域），這些 operator* 應(yīng)該可以這樣調(diào)用：
result = operator*(2, oneHalf); // error!
但是在本示例中，沒有任何非成員 的 operator* 能接收一個(gè) int 和一個(gè) Rational ，因此搜尋工作自然會(huì)失敗。
請(qǐng)?jiān)俅侮P(guān)注一下調(diào)用成功的示例。你可以看到它的第二個(gè)實(shí)在參數(shù)是整數(shù) 2 ，而 Rational::operator* 本身只將 Rational 作為它的型參。這里發(fā)生了什么呢？ 2 為什么僅在一種情況下正常運(yùn)行，而另一種又不可以了呢？
這里發(fā)生的事情是：隱式類型轉(zhuǎn)換。編譯器知道你正在傳入一個(gè) int ，而函數(shù)所需要的參數(shù)卻是 Rational ，但是編譯器同時(shí)也知道它可以通過使用你所提供的 int 值作為參數(shù)，調(diào)用 Rational 的構(gòu)造函數(shù)，從而“變出”一個(gè)合適的 Rational 來。也就是說，編譯器在處理上述代碼時(shí)，會(huì)以近似于下面的形式進(jìn)行：
const Rational temp(2); // 以 2 為參數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)
// 臨時(shí)的 Rational 對(duì)象
result = oneHalf * temp; // 與 oneHalf.operator*(temp) 等價(jià)
當(dāng)然，編譯器這樣做僅僅是因?yàn)橛幸粋€(gè)非顯性的構(gòu)造函數(shù)為其助一臂之力。如果 Rational 的構(gòu)造函數(shù)是 explicit 的，那么下面的語句都是通不過編譯的：
result = oneHalf * 2; // 出錯(cuò) ! ( 存在 explicit 的構(gòu)造函數(shù) )
// 無法將 2 轉(zhuǎn)型為 Rational
result = 2 * oneHalf; // 同樣的錯(cuò)誤，同樣的問題
看上去似乎僅在這些參數(shù)存在于參數(shù)表中的時(shí)候，它們才有資格進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換。與成員函數(shù)所調(diào)用的對(duì)象（也就是 this 所指向的對(duì)象）相關(guān)的隱式參數(shù)永遠(yuǎn)也沒有資格進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換。這就是為什么第一次調(diào)用能夠通過編譯，而第二次不行。第一種情況涉及到參數(shù)表中所列的一個(gè)參數(shù)，而第二種沒有。
但是此時(shí)你仍期望支持混合模式算術(shù)，同時(shí)在此時(shí)工作方案也水落石出了：將 operator* 聲明為非成員函數(shù)，這樣就可以允許編譯器對(duì)所有參數(shù)進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換：
class Rational {
... // 不包含任何 operator*
};
const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
// 將 operator* 聲明為非成員函數(shù)
{
return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
lhs.denominator() * rhs.denominator());
}
Rational oneFourth(1, 4);
Rational result;
result = oneFourth * 2; // 工作正常
result = 2 * oneFourth; // 太棒了！這樣也可以了。
故事終于有了一個(gè)完美的結(jié)局，但是還為人們留下了一處懸念。 operator* 是否應(yīng)該做為 Rational 類的一個(gè)友元呢？
在這種情況下，答案是：不行。因?yàn)?/span> operator* 完全可以通過 Rational 的公用接口來實(shí)現(xiàn)。上面的代碼交待了如何做這件事情。我們可以從中觀察總結(jié)出一條重要結(jié)論，那就是：與成員函數(shù)相反的是非成員函數(shù)，而不是友元函數(shù)。有太多的 C++ 程序員自認(rèn)為，如果一個(gè)函數(shù)與一個(gè)類相關(guān)，那么就不應(yīng)該將其實(shí)現(xiàn)為成員（比如說，所有參數(shù)都需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換），而是應(yīng)該實(shí)現(xiàn)為一個(gè)友元。這個(gè)實(shí)例表明這樣的推理是存在漏洞的。要盡量避免使用友元，因?yàn)椋c現(xiàn)實(shí)生活中的情況類似，朋友為我們帶來的麻煩往往要比好處多得多。當(dāng)然就像歌里唱的：“朋友多了路好走”，但是這并不意味著一個(gè)函數(shù)不應(yīng)該作為成員時(shí)，就必須成為一個(gè)友元。
本條款中包含著真理，僅僅包含真理，而又不是真理的全部。當(dāng)你從面向?qū)ο蟮?/span> C++ 過渡至模板 C++ 時(shí)（參見第 1 條），你會(huì)將 Rational 實(shí)現(xiàn)為模板類而不是普通的類，此時(shí)就需要考慮新的問題了，也有了新的解決辦法，一些設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的方法是不可思議的。這些問題、解決方案、具體實(shí)現(xiàn)是第 46 條討論的主題。
銘記在心
l 如果你需要對(duì)一個(gè)函數(shù)的所有參數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換（包括 this 指針?biāo)赶虻膶?duì)象），那么它必須是一個(gè)非成員函數(shù)。