Question

为什么switch和if语句与转换运算符的行为不同？

struct WrapperA
{
    explicit operator bool() { return false; }    
};

struct WrapperB
{
    explicit operator int() { return 0; }
};

int main()
{
    WrapperA wrapper_a;
    if (wrapper_a) { /** this line compiles **/ }

    WrapperB wrapper_b;
    switch (wrapper_b) { /** this line does NOT compile **/ }
}

编译错误为switch quantity is not an integer，而在if语句中，它完全被识别为bool。（GCC）

Answer 1

语法为switch ( condition ) statement

condition - 任何整数或枚举类型的表达式，或类类型上下文 隐式可转换为整数或枚举类型，或单个非声明这种类型的数组变量，带有大括号或等号初始化程序。

取自cppreference.

这意味着您只能对整数或枚举类型执行切换操作。为了使编译器能够隐式地将Wrapper转换为整数/枚举类型，您需要删除显式关键字：

显式说明符指定构造函数或转换函数（因为C ++ 11）不允许隐式转换

您也可以将Wrapper强制转换为int类型。

编辑地址@ acraig5075备注：

您必须小心哪个运算符是显式的，哪个是隐式的。如果两者都是隐式的，代码将无法编译，因为会有一个不确定性：

struct Wrapper
{
    operator int() { return 0; }
    operator bool() { return true; }    
};

source_file.cpp：在函数'int main（）'中：source_file.cpp：12：14：

错误：来自'Wrapper'的模糊默认类型转换

开关（w）{

^ source_file.cpp：12：14：注意：候选人转换

包括'Wrapper :: operator int（）'和'Wrapper :: operator bool（）'

消除歧义的唯一方法是进行演员表。

如果只有一个操作符是显式的，则另一个操作符将被选择用于switch语句：

#include <iostream>
struct Wrapper
{
    explicit operator int() { return 0; }
    operator bool() { return true; }    
};

int main()
{
    Wrapper w;
    if (w) { /** this line compiles **/std::cout << " if is true " << std::endl; }
    switch (w) { 
        case 0:
            std::cout << "case 0" << std::endl;
            break;
        case 1:
            std::cout << "case 1" << std::endl;
            break;
    }
    return 0;
}

输出：

 if is true 
case 1

w已隐式转换为1（true）（因为operator int是显式的）并且执行了案例1。

另一方面：

struct Wrapper
{
    operator int() { return 0; }
    explicit operator bool() { return true; }    
};

输出：

 if is true 
case 0

w已隐式转换为0，因为运算符bool是显式的。

在这两种情况下，if语句都为true，因为w被上下文评估为if语句中的布尔值。

Answer 2

我认为this解释了为什么不接受switch语句，而if语句是：

在以下五个上下文中，预期类型为bool，如果声明bool t(e);格式正确，则构建隐式转换序列。也就是说，考虑了显式的用户定义转换函数，例如explicit T::operator bool() const;。这样的表达式e被称为在语境上可转换为bool 。

控制if，while，for;
逻辑运营商！，＆amp;＆amp;和||;
条件运算符？：;
static_assert;
noexcept。

Answer 3

一个答案是if和switch表现不同，因为这就是标准的编写方式。另一个答案可能会推测为什么标准是这样编写的。好吧，我认为标准的if语句表达了解决特定问题的方式（隐式转换为bool had been problematic），但我想采用不同的观点。

在if语句中，条件必须是布尔值。不是每个人都以这种方式考虑if语句，大概是因为语言中内置了各种便利。但是，if语句的核心是需要知道“做这个”或“做那个”; “是还是不是”; true或false - 即布尔值。在这方面，将某些内容置于语句的条件内是明确要求将某些内容转换为bool。

另一方面，switch语句接受任何整数类型。也就是说，没有一种类型优于所有其他类型。使用switch可视为将值转换为整数类型的显式请求，但不一定特定于int。因此，当需要明确请求特定转化时，将转化用于int是不合适的。

Answer 4

声明转换运算符explicit的存在是为了防止对该类型的隐式转换。这是它的目的。 switch尝试将其参数隐式转换为整数;因此不会调用explicit运算符。这是预期的行为。

意外的是explicit案例中调用if运算符。从而引发了一个故事。

根据上述规则，请参阅if进行类型测试的方法是将explicit转换为bool。问题是...... bool是一个有问题的类型。它可以隐式转换为整数。因此，如果您创建一个可隐式转换为bool的类型，则这是合法代码：

void foo(int);
foo(convertible_type{});

但这也是无意义的代码。你永远不会让convertible_type隐式转换为整数。您只是希望它转换为布尔值以进行测试。

Pre-C ++ 11，修复它的方法是“安全bool成语”，这是一个复杂的痛苦并且没有逻辑意义（基本上，你提供了一个隐式转换为成员指针，可以转换为一个布尔值但不是整数或常规指针。）

所以在C ++ 11中，当他们添加explicit转换运算符时，他们为bool做了一个例外。如果您有explicit operator bool()，则此类型可以在一定数量的语言定义位置内“上下文转换为bool”。这允许explicit operator bool()表示“在布尔条件下可测试”。

switch不需要这样的保护。如果您希望某个类型可以隐式转换为int以用于switch目的，那么它也没有理由为了其他目的而无法隐式转换为int。

Answer 5

您的代码存在两个问题。首先，转换运算符不能明确地使用switch语句。其次，int条件需要一个整数类型，bool和switch都是这样的类型，因此存在歧义。如果您更改了课程以使其没有这两个问题，则static_cast将按预期编译并正常工作。

另一个不需要更改课程的解决方案是将值int或bool显式转换为{{1}}。

Answer 6

我认为这种行为的真正原因源于C，但在解释之前，我会尝试用C ++术语来证明这一点。

if / while / for语句应该采用任何标量（整数，浮点数或指针）或可转换为bool的类实例。它只是检查该值是否等于零。鉴于这种放宽性，编译器使用explicit运算符将值拟合到if语句中相对无害。

另一方面，

switch只对整数和enum有用。如果您尝试将switch与double或指针一起使用，则会出现相同的错误。这样可以更轻松地定义离散的案例值。由于switch语句特别需要查看整数，因此使用不定义隐式转换的类实例可能是错误的。

历史上，原因是这就是C的用途。

C ++最初的目的是向后兼容C（虽然它从来没有成功过）。直到最近，C才会有布尔类型。 C的if陈述必须是宽容的，因为没有任何其他方式可以做到这一点。虽然C不像C ++那样进行struct-to-scalar类型转换，但C ++对explicit方法的处理反映了if语句在两种语言中都非常宽松的事实。 / p> 与switch不同，C＆＃39 if语句需要使用离散值，因此它不会那么宽松。

为什么switch和if语句与转换运算符的行为不同？

6 个答案: