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c++ - 原始类型的强别名

问题描述

我正在阅读这个https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines#S-philosophy并且在 P1 中有这个

change_speed(double s);   // bad: what does s signify?
// ...
change_speed(2.3);

A better approach is to be explicit about the meaning of the double (new speed or delta on old speed?) and the unit used:

change_speed(Speed s);    // better: the meaning of s is specified
// ...
change_speed(2.3);        // error: no unit
change_speed(23m / 10s);  // meters per second

这让我想知道（因为我非常喜欢这个想法）如何实现“速度”类型。

我试过这个

using Speed = double;
void change_speed(Speed s)
{
    cout << s;
}

但这还不够强大，因为我仍然可以做到

double j = 43.0;
change_speed(j);

和

change_speed(42.0);

注意：如果速度类型可以按照我的意愿工作，那么最后一个仍然需要，但必须是一个演员：-

change_speed(static_cast<Speed>(42.0));

因此，我尝试为它创建一个单字段结构（稍后将被模板化）。但我意识到我需要每一个运算符重载（可能还有一些甚至不存在的运算符），这似乎太多了。

那么，有没有办法做到这一点？

标签： c++

解决方案

您必须使用所需的转换行为和运算符创建一个新类。但是，有一些库可以帮助简化该过程。例如，键入安全

对于整数类型，您还可以在 C++17 中使用空枚举。例如，

enum class Strong : int {};

void func(Strong);

int main() {
    // func(15); doesnt compile
    func(Strong{15});
    func(static_cast<Strong>(15));
    auto s = Strong{15};
    int x = static_cast<int>(s);
}

编辑：

详细地说，可以在强类型中设计不同的功能，因此解决方案最终取决于您想要的确切行为。如果您正在寻找创建强类型的快捷方式或构建块，type_safe 是我见过的最好的东西，也许您可​​以查看实现的想法。

我将在一个示例案例中分享我的想法，我们希望创建一个Strong类似于int.

一个关键的选择是构造，或从基础类型转换。基本上，选择是在显式或隐式构造函数之间，即explicit Strong(int)或Strong(int)。如果您想要change_speed(42.0);构建类似的东西，请使用隐式，如果您想要求change_speed(static_cast<Speed>(42.0));显式。

然后，您可以进一步指定要如何转换回基础类型。如果您想要求使用静态转换（例如explicit operator int()），则可能是显式转换运算符，或者如果您可以使用隐式转换（例如），则可能是隐式转换运算符operator int()。也许您根本不想使用转换运算符，而您宁愿提供一个免费的函数来访问底层类型（例如int underlying(Strong const&)）。如果您希望能够编写，auto x = Strong{}; int y = x;那么您需要一个隐式转换运算符。如果不是，请使用显式运算符或自由函数。

对于运算符，您当然可以选择将哪些添加到强类型中，对于二元运算符，您可以选择是否提供不对称运算符（例如，可以Strong和int被添加在一起吗？）。当然，这个选择会与您之前的选择相互作用。如果您允许从底层类型进行隐式转换，那么对称运算符将已经支持非对称操作。例如Strong operator+(Strong, Strong)，如果一个参数int只要int您的定义中有一个隐式构造函数，就会编译Strong。

简而言之，它确实取决于你想要什么。但希望这能让您更好地了解一些可用的选择及其产生的影响。

如果我们谈论的是完整的单位系统（米、公斤等），还有更多要讨论的内容。为此，您可以查看Boost.Units的想法。

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