用转换操作符保护代码的安全

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用转换操作符保护代码的安全

作者：Danny Kalev
编译：MTT 工作室

原文出处：Preserve Code Safety with Conversion Operators

（本文来源于图老师网站，更多请访问http://www.tulaoshi.com） 摘要：不经意的对象转换常常严重地危害代码的安全。幸运的是，转换操作符允许你根据实际情况来启用和禁用转换，这有助于避免出现病态行为。
　　某些对象必须要被转换成低级形式，反之亦然。例如，使用 std::string 对象的程序员必须将之转换为 char 指针，请看下面例子：

string inf="mydata.txt";ifstream infile(inf.c_str());// 必须要转成 const char* 

同样，PSOIX 程序员需要将 <fstream 对象转换成文件描述符以便 使用本地系统调用。

如何在不危及代码安全性的前提下让对象自动转换到其底层类型呢？

使用转换操作符和 explicit 构造函数来创建具备双接口的对象，从而避免病态行为转换。

提出问题：
　　商业和金融应用常常将币值表示成对象，而不是原始的浮点类型。之所以要这样做有几个原因： 类型安全：人为错误更容易被发现； 可移植性：由于对用户隐藏实现细节，代码具有更好的可移植性； 业务逻辑：类允许你强化了业务逻辑规则。例如：美元（US dollar）类知道一美元是 100 美分（cents），而科威特第纳尔（dinar）类知道一第纳尔是 1000 菲尔斯（fils）。这种差别将影响 I/O 格式。 下面是一个简化了的表示美国货币的类：

class USD{private:__int64 dollars; //或者 long long, 依赖编译器 int cents;public:USD(__int64 d=0, int c=0) :   dollars(d), cents(c) {}  friend bool operator==(const USD& d1, const USD& d2);  //...other overloaded operators and functions};    

　　唉，许多数学函数如：pow() 和 sqrt()都只认浮点变量。为了克服这个问题人们总是去重载关系操作符和算子。然而，你会发现这将带来大量无谓的编码，测试和维护工作。你想要的只不过是一个双接口：在适当的上下文中，USD 类对象除了应该提供安全的自动的到基本类型的转换外，它还应该提供上述所列的优点。

使用转换操作符：
　　转换操作符在适当的上下文中将其对象自动转换成不同的类型。在类 USD 中，最自然的转换是到浮点的转换：

USD payment(203, 67);

此时，你想将支付对象转换为浮点值 203.76。
转换操作符没有返回值（从操作符的名字上判断），也不带任何参数：

class USD{public:operator double() //conversion operator{double temp=(dollars*100)+cents;return temp/100;}};    

让我们看看它是如何工作的。假设你想增加 5% 的支付：

double res=payment*1.05; //res=210.70

　　这样能工作得很好，因为进行乘法之前转换操作符自动将支付转换为值 200.67。但是，在 USD 类的设计上有一个严重的缺点。请看下面的代码：

payment=payment*1.05; // 很糟

　　现在，支付等于 210.00，这当然不是所期望的结果。让我们来看看为什么。右边子表达式 payment*1.05 首先被求值。正如你所看到的，这一部分没什么问题，产生的结果也是正确的。问题出在赋值上。编译器进行赋值的表达式如下：

（本文来源于图老师网站，更多请访问http://www.tulaoshi.com）

payment=USD(__int64(200.67*1.05), 0);

　　乘法表达式的结果被暗中转换为整型（因此丢失分数部分），然后被用作一个临时 USD 对象的参数。这就是为什么它会产生这样一个令人为难的结果。

声明 ‘explicit’构造函数：
　　为了解决这个问题，首先将构造函数声明为 explicit：

class USD {public:explicit USD(__int64 d=0, int c=0): dollars(d), cents(c){}...    

这样，只有 USD 对象的赋值才被接受：

payment=USD(payment*1.05); // 没问题 payment=payment*1.05; // 编译出错 

添加另一个构造函数：
　　其次是添加另一个构造函数，该构造函数带一个 double 类型的参数：