規定型からクラスへの暗黙変換について

Question

トランプに関連するクラスを自作している時、奇妙に思える挙動に巡り合いました。

#include <iostream>
#include <string>

class Card {
	private:
		int suit;
	public:
		Card(int i) { suit = i; };
		Card(std::string);//入力された文字に対応した数字を代入します
		int num() const { return suit + 1; };
		operator int() const { return suit; }
		std::string str() const;//対応した文字列を返します
		static Card numtocard(int i) { return Card(i - 1); }
};

void func(Card card){};

int main(){
    int i = 4;
    cout << ((Card)i).str();//5
    cout << ((Card)"3").str();//3
    func(i);
};

奇妙なことに、intからCard型への型変換を定義していないにも関わらず、intからCard型へのキャストができてしまっています。デバッグしてみると、(Card)i は Card(i) と同じように扱われています。さらには、暗黙的な型変換さえ行えてしまいます。
なぜこのような挙動が起きるのでしょうか。そう定義されているのですか？

このような挙動には問題があるように思えます。ユーザーが作成したクラスへの意図しないキャストが行われる可能性があり、バグの温床になるのではないでしょうか。

Answer 1

intからCard型への型変換が定義していないにも関わらず、

あなたの以下のコードが型変換を定義しています。

        Card(int i) { suit = i; };

型変換を意図していないなら、explicitをつけます。

        explicit Card(int i) { suit = i; };

Comments

[Watching]

別件なんですけれども、
Card(1) <= Card(1)
というような記述ができることに気が付きましたが、これは、左側の値を勝手にint型に変換して<=演算子を適用しているということですか？

[int32_t]

はい。operator int() が定義されているので比較可能になってますね。

[Watching]

ちなみに、別の、他の型への変換が定義されてる時の優先度はどうなっていますか？

Answer 2

intからCard型への型変換を定義していないにも関わらず、intからCard型へのキャストができてしまっています。

あなたの意図に反して、ご自身の手でCard⇔int型相互の暗黙型変換を実装しています。

class Card {
   // ...
public:
   // A) int型からCard型への暗黙型変換(コンストラクタ)
   Card(int i);
   // B) Card型からint型への暗黙型変換(型変換演算子)
   operator int() const;
   // ...
};

さらには、暗黙的な型変換さえ行えてしまいます。
なぜこのような挙動が起きるのでしょうか。そう定義されているのですか？

前掲コードのように定義される型変換A),B)ともに、C++言語ではデフォルトで 暗黙の型変換 として扱われます。これにより、プログラマの意図に反するであろう下記コードもコンパイルされてしまいます。

Card a = 4, b = 3;  // 暗黙のint→Card変換
bool r = (a > b);  // 暗黙のCard→int変換結果に対して比較>を適用

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このような挙動には問題があるように思えます。ユーザーが作成したクラスへの意図しないキャストが行われる可能性があり、バグの温床になるのではないでしょうか。

指摘されるように暗黙の型変換はとかくバグの温床になります。explicitキーワードを用いて 明示的な型変換 に修正することをお薦めします。もしくは、クラス設計上本当に型変換を提供する必然性があるかを再考ください。

class Card {
   // ...
public:
   // A') int型からCard型への明示型変換(コンストラクタ)
   explict Card(int i);
   // B') Card型からint型への明示型変換(型変換演算子)
   explict operator int() const;
   // ...
};

// 暗黙型変換を要求する下記はコンパイルエラー
Card a = 4, b = 3;
bool r = (a > b);

// 明示的な型変換であれば許容される
Card a(4), b(3);
bool r = (int(a) > int(b));