User-defined conversion function

允许从 类类型 到其他类型进行 隐式转换 或 显式转换 。

语法

转换函数的声明方式类似于 非静态成员函数 或成员 函数模板 ，它没有参数、没有显式返回类型，且名称形式如下：

conversion-type-id 是一种 类型标识 ，但其声明符中不允许使用函数和数组运算符 [] 或 () （因此要转换为指向数组的指针等类型需要使用类型别名/typedef 或恒等模板：详见下文）。无论是否使用 typedef， conversion-type-id 都不能表示数组或函数类型。

尽管在用户定义转换函数的声明中不允许指定返回类型，但 声明语法 中的 声明说明符序列 可以存在，并且可以包含除 类型说明符 或关键字 static 之外的任何说明符。具体而言，除了 explicit 之外，还允许使用说明符 inline 、 virtual 、 constexpr (C++11 起) 、 consteval (C++20 起) 以及 friend （注意 friend 需要限定名称： friend A :: operator B ( ) ; ）。

当此类成员函数在类 X 中声明时，它执行从 X 到 conversion-type-id 的转换：

struct X
{
    // 隐式转换
    operator int() const { return 7; }
    // 显式转换
    explicit operator int*() const { return nullptr; }
    // 错误：转换类型标识中不允许数组运算符
//  operator int(*)[3]() const { return nullptr; }
    using arr_t = int[3];
    operator arr_t*() const { return nullptr; } // 通过typedef实现则有效
//  operator arr_t () const; // 错误：任何情况下都不允许转换为数组
};
int main()
{
    X x;
    int n = static_cast<int>(x);   // 有效：将n设为7
    int m = x;                     // 有效：将m设为7
    int* p = static_cast<int*>(x); // 有效：将p设为空指针
//  int* q = x; // 错误：无隐式转换
    int (*pa)[3] = x;  // 有效
}

说明

用户定义转换函数在 隐式转换 的第二阶段被调用，该阶段包含零个或一个 转换构造函数 ，或零个或一个用户定义转换函数。

当转换函数和转换构造函数均可用于执行某些用户定义转换时，在 重载决议 过程中， 拷贝初始化 和 引用初始化 上下文会同时考虑转换函数和构造函数，而 直接初始化 上下文中仅考虑构造函数。

struct To
{
    To() = default;
    To(const struct From&) {} // 转换构造函数
};
struct From
{
    operator To() const {return To();} // 转换函数
};
int main()
{
    From f;
    To t1(f);  // 直接初始化：调用构造函数
    // 注意：如果转换构造函数不可用，将选择隐式拷贝构造函数
    // 并且会调用转换函数来准备其参数
//  To t2 = f; // 拷贝初始化：存在二义性
    // 注意：如果转换函数来自非const类型（例如 From::operator To();）
    // 在这种情况下将选择转换函数而非构造函数
    To t3 = static_cast<To>(f); // 直接初始化：调用构造函数
    const To& r = f;            // 引用初始化：存在二义性
}

转换函数到其自身（可能带有 cv 限定符）类（或到其引用）、到其自身类的基类（或到其引用）、以及到 void 类型可以被定义，但不能作为转换序列的一部分执行，除非在某些情况下通过 虚函数 调度实现：

struct D;
struct B
{
    virtual operator D() = 0;
};
struct D : B
{
    operator D() override { return D(); }
};
int main()
{
    D obj;
    D obj2 = obj; // 不会调用 D::operator D()
    B& br = obj;
    D obj3 = br;  // 通过虚分派调用 D::operator D()
}

它也可以通过成员函数调用语法来调用：

struct B {};
struct X : B
{
    operator B&() { return *this; };
};
int main()
{
    X x;
    B& b1 = x;                  // 不会调用 X::operatorB&()
    B& b2 = static_cast<B&>(x); // 不会调用 X::operatorB&
    B& b3 = x.operator B&();    // 调用 X::operatorB&
}

当显式调用转换函数时， conversion-type-id 具有贪婪性：它会尽可能匹配最长的可能构成 conversion-type-id 的标记序列 （包括属性，如果存在） (C++11 起) ：

& x.operator int * a; // 错误：被解析为 & (x.operator int*) a，
                      //           而非 & (x.operator int) * a
operator int [[noreturn]] (); // 错误：noreturn 属性被应用于类型

struct X
{
    operator int(); // OK
    operator auto() -> short; // error: trailing return type not part of syntax
    operator auto() const { return 10; } // OK: deduced return type
    operator decltype(auto)() const { return 10l; } // OK: deduced return type
};

转换函数可以被继承且可以是 虚函数 ，但不能是 静态函数 。派生类中的转换函数不会隐藏基类中的转换函数，除非它们转换到同一类型。

转换函数可以是模板成员函数，例如 std::auto_ptr<T>::operator auto_ptr<Y> 。有关适用的特殊规则，请参阅 成员模板 和 模板实参推导 。

关键词

operator

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。