读书笔记_Effective_C++_条款二十四： 若所有参数皆需类型转换，请为此采用non-member函数

还是举书上的有理数例子：

class Rational
{
private:
    int numerator;
    int denominator;
public:
    Rational(int n = 0, int d = 1): numerator(n), denominator(d){assert(denominator != 0);}
    int GetNumerator() const{return numerator;}
    int GetDenominator() const {return denominator;}
    const Rational operator* (const Rational& r)
    {
        return Rational(numerator * r.numerator, denominator * r.denominator);
    }
};

有理数的私有成员是分子numerator和分母denominator，定义了构造函数，注意这个构造函数前面没有加explicit关键字，这意味着允许隐式转换（即标题所说的类型转换）。GetNumerator()和GetDenominator()是用来获取私有成员的值的，下面是我们要重点讲述的乘法运算符的重载。

我们的问题是，用什么方式实现乘法运算符的重载呢？我记得在我初学C++时，书上介绍了两种方法，一种是采用类内成员函数（也就是上面这段程序的写法），另一种是采用友元函数，像这样：

class Rational
{
private:
    int numerator;
    int denominator;
public:
    Rational(int n = 0, int d = 1): numerator(n), denominator(d){assert(denominator != 0);}
    int GetNumerator() const{return numerator;}
    int GetDenominator() const {return denominator;}
    friend const Rational operator* (const Rational& r1, const Rational& r2);
};
const Rational operator* (const Rational& r1, const Rational& r2)
{
    return Rational(r1.numerator * r2.numerator, r1.denominator * r2.denominator);
}

就这两种方法而言，其实友元函数的实现方式更优，为什么这样说？因为它们对封装性的冲击是相当的，但友元函数支持下面的代码：

int main()
{
    Rational r1(3, 5);
    Rational r2(2, 1);
    r2 = r1 * 2;
    r2 = 2 * r1;
    return 0;
}

成员函数实现却在r2 = 2 * r1上通不过编译。将这句话还原成运算符函数的形式，就能看到原因了：

r2 = 2.opeator* (r1);

哈哈，这样就知道为什么编译器不允许了，2必须首先转成Rational对象，才能使用它自身的operator*，但编译器不允许类型转换成this（隐含的自身指针）的，所以报错。

但对于友元函数实现，我们也将之还原成运算符函数的形式：

r2 = operator *(2, r1);

第一个参数会发生隐式转换（因为构造函数前面没有explicit），不会同时进行向this的转换，所以编译器是放行的。

这里插一句，隐式转换的发生过程就像这样：

const Rational temp(2);
r2 = operator*(temp, r1);

综上，成员函数实现不能支持含隐式转换的交换率，而友元函数实现却可以，故我们认为友元函数实现要优于成员函数实现（程序不支持乘法交换率是难以接受的）。

解决了这个问题之后，再来思考一下，能否对封装性进行改进，因为条款二十三说了，宁以non-member，non-friend函数去替换member函数，其实对友元函数形式稍加修改，去掉friend，改用public成员变量来访问函数内的私有成员，就可以实现好的封装，像这样：

const Rational operator* (const Rational& r1, const Rational& r2)
{
    return Rational(r1.GetNumerator() * r2.GetNumerator(), r1.GetDenominator() * r2.GetDenominator());
}

在这个函数里面，是不能直接访问到类的私有成员的，因而保证了好的封装性。

最后总结一下：

如果你需要为某个函数的所有参数（包括被this指针所指的那个隐喻参数）进行类型转换，那么这个函数必须是个non-member，且为了封装，最好是个non-friend。