我在這本書(shū)的序言中曾特別提到過(guò)，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(shuō)，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)的隱式轉(zhuǎn)換也不是毫無(wú)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)換要符合常理得多）。這是千真萬(wàn)確的，你可能以這樣的方式開(kāi)始編寫(xiě)你的Rational（有理數(shù)）類：
class Rational {
public:
Rational(int numerator = 0, int denominator = 1);
// 構(gòu)造函數(shù)是有意聲明為非顯性的，
// 從而可以提供int到Rational的隱性轉(zhuǎn)換
int numerator() const; // 用于訪問(wèn)分子和分母的函數(shù)
int denominator() const; // 參見(jiàn)條目22
private:
...
};
此時(shí)你需要讓這個(gè)類支持諸如加法、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(guò)成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)，還是以非成員函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，亦或在可能的情況下以友元函數(shù)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(shuō)，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(jué)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（條目23中討論過(guò)），我們暫時(shí)不考慮這一問(wèn)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，使用一個(gè)“const引用”類型的參數(shù)，請(qǐng)參見(jiàn)條目3、20、21）
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(shuō)Rational應(yīng)該可以與其它類型值（比如int）相乘。畢竟說(shuō)，兩數(shù)相乘的操作再自然不過(guò)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(xiě)為它們等價(jià)的函數(shù)形式，代碼中的問(wèn)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(méi)有相關(guān)的類，因此就沒(méi)有相關(guān)的operator*成員函數(shù)。編譯器仍然會(huì)去尋找operator*的非成員函數(shù)版本（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); // 出錯(cuò)！
但是在本示例中，沒(méi)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)參數(shù)是整數(shù)2，而Rational::operator*本身只將Rational作為它的參數(shù)類型。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(guò)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(lái)。也就是說(shuō)，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(yǔ)句都是通不過(guò)編譯的：
result = oneHalf * 2; // 出錯(cuò)! (存在explicit的構(gòu)造函數(shù))
// 無(wú)法將2轉(zhuǎn)型為Rational
result = 2 * oneHalf; // 同樣的錯(cuò)誤，同樣的問(wèn)題
雖然上述的兩條語(yǔ)句無(wú)法支持混合模式算術(shù)，但是至少二者的行為依舊保持一致。
然而你的目標(biāo)是：即能保持一致性，又能支持混合模式算術(shù)，換句話說(shuō)，尋找出讓上述兩條語(yǔ)句均能通過(guò)編譯的設(shè)計(jì)方案。讓我們返回先前的兩條語(yǔ)句，來(lái)討論一下：為什么即使Rational的構(gòu)造函數(shù)不是explicit的，二者依然是一條可通過(guò)編譯，另一條則通不過(guò)：
result = oneHalf * 2; // 工作正常 (oneHalf擁有非顯性構(gòu)造函數(shù))
result = 2 * oneHalf; // 錯(cuò)誤! (即使oneHalf擁有非顯性構(gòu)造函數(shù))
看上去似乎僅當(dāng)這些參數(shù)存在于參數(shù)表中時(shí)，它們才有資格進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換。而那些與調(diào)用成員函數(shù)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(méi)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(guò)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(méi)有。
但是此時(shí)你仍期望支持混合模式算術(shù)，同時(shí)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 style="font-family:"Courier New";">operator*可以通過(guò)Rational的公用接口得到完整的實(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)，且不應(yīng)將其實(shí)現(xiàn)為成員（比如說(shuō)，所有參數(shù)都需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換）時(shí)，應(yīng)將其實(shí)現(xiàn)為友元。這個(gè)示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(lái)的麻煩往往要比好處多得多。當(dāng)然不排除存在一些真摯的友誼。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，但又不是真理的全部。當(dāng)你從面向?qū)ο蟮?span style="font-family:"Courier New";">C++過(guò)渡至包含模板的C++時(shí)（參見(jiàn)條目1），你會(huì)將Rational實(shí)現(xiàn)為類模板而不是普通的類，此時(shí)就需要考慮新的問(wèn)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(wèn)題、解決方案、具體實(shí)現(xiàn)是條目46討論的主題。
時(shí)刻牢記
l 如果你需要對(duì)一個(gè)函數(shù)的所有參數(shù)全部進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換（包括this指針?biāo)傅膮?shù)），那么它必須是一個(gè)非成員函數(shù)。