effective c++?3rd 24&46

如果我們寫了這樣一個(gè)有理數(shù)類

構(gòu)造函數(shù)沒有聲明成explicit，也就是說我們支持從各種數(shù)據(jù)類型隱式轉(zhuǎn)換到rational，同時(shí)注意到numerator和denominator的默認(rèn)值，int x會被轉(zhuǎn)換成大小相等的分?jǐn)?shù)x/1.?

此時(shí)我們應(yīng)該定義一下rational的乘法，由于已經(jīng)支持了類型的隱式轉(zhuǎn)換，我們很自然的想要讓乘法也能在rational和其他數(shù)據(jù)類型之間進(jìn)行。由于是給rational定義的乘法，我們又自然的想要operator*定義成rational的一個(gè)成員函數(shù)。

這時(shí)問題出現(xiàn)了，rational*int工作正常，然而int*rational卻無法通過編譯，我們的乘法應(yīng)該符合交換律，這說明operator*定義成rational的一個(gè)成員函數(shù)是不行的，我們需要把operator*放在外面。

下面我們考慮把rational變成一個(gè)模板類(為什么要這樣做？按照我淺薄的理解，任何東西寫成template可能會帶來兩個(gè)好處：代碼重用和讓編譯器發(fā)現(xiàn)和類型有關(guān)的各種錯誤。在這個(gè)例子里，可能是不同的int類型的重用，int, long long, mpz_class...)

我們考慮當(dāng)rational變成一個(gè)模板類之后會發(fā)生什么。

首先有一個(gè)問題，友元函數(shù)print該如何定義。。。

最簡單的方法是：

但是如果我們想把模板類的友元函數(shù)定義寫在類的定義的外面，問題就出現(xiàn)了。print函數(shù)是模板類的友元，對rational的每個(gè)特化都存在一份print，但是print本身并不是模板函數(shù)。我沒有想出什么辦法能夠在類外定義一個(gè)非模板函數(shù)友元。

參考： https://stackoverflow.com/questions/52749225/what-is-the-right-way-to-define-a-friend-function-outside-a-template-class

此外我們還需要考慮怎么定義operator*，也許我們會寫成下面這樣：

然而這并不是很合理，因?yàn)榇藭r(shí)operator*已經(jīng)是一個(gè)模板函數(shù)了，此時(shí)我們?nèi)绻麑懗?rational<int>*int這樣的表達(dá)式，編譯器會說template argument deduction/substitution failed。

這是因?yàn)閷τ谀０搴瘮?shù)的operator*，rational*int首先要做的是模板參數(shù)推導(dǎo)，對于lhs他確實(shí)是一個(gè)rational<int>，但是對于rhs，推導(dǎo)出的類型就是int，并不會管rational類是否支持隱式類型轉(zhuǎn)換，這就產(chǎn)生了問題。

我們想到解決這個(gè)問題的一個(gè)方法就是不能讓operator*是模板函數(shù)，那我們就讓他變成一個(gè)友元函數(shù)，對每個(gè)特化的rational都生成一份operator*的代碼，沒有模板參數(shù)推導(dǎo)的過程就不會產(chǎn)生問題。