每周技巧 #141：小心到 `bool` 的隐式转换

本文翻译自 Abseil 官网的 Tip of the Week #141: Beware Implicit Conversions to bool。

原文最初作为 TotW #141 发布于 2018 年 1 月 19 日。

作者：Samuel Freilich

更新于 2020 年 4 月 6 日。

快捷链接：abseil.io/tips/141

两种空指针检查

解引用前检查指针是否为空，对于避免崩溃和 bug 很重要。这可以用两种方式完成：

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if (foo) {
  DoSomething(*foo);
}

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if (foo != nullptr) {
  DoSomething(*foo);
}

当 foo 是指针时，这两个条件语句语义相同，但后者的类型检查稍微更严格。C++ 中许多类型都可以隐式转换为 bool，当被指向的类型本身也能转换为 bool 时，需要额外小心。

考虑下面这段代码，它可能有两种非常不同的含义：

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bool* is_migrated = ...;

// 这是在检查 `is_migrated` 非空，还是实际意图是验证
// `*is_migrated` 为 true？
if (is_migrated) {
  ...
}

下面的代码更清楚：

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// 看起来像对 bool* 的空指针检查
if (is_migrated != nullptr) {
  ...
}

这两种风格在 Google C++ 代码中都可以接受。因此，当底层类型不能隐式转换为 bool 时，跟随周围代码的风格即可。如果相关值是类似 std::unique_ptr 的“智能指针”，语义和权衡也是一样的。

optional 值和带作用域的赋值

optional（例如 std::optional）值又如何？它们值得更仔细考虑。

例如：

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std::optional<bool> b = MaybeBool();
if (b) { ... }  // 当函数返回 std::optional(false) 时会发生什么？

把变量声明放在 if 语句的条件中，可以限制变量作用域，但这个值会被隐式¹转换为 bool，因此被测试的是哪个布尔性质可能并不明确。

下面代码的意图更清楚：

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std::optional<bool> b = MaybeBool();
if (b.has_value()) { ... }

注意，事实上上面两个代码片段是等价的：std::optional 到 bool 的转换只看这个 optional 是否有值，而不是看其中内容。读者可能会觉得 optional(false) 是 true 反直觉，但 optional(false) 有值这一点立刻就很清楚。再次强调，当底层类型可隐式转换为 bool 时，值得额外小心。

optional 返回值的一种模式，是把变量声明放在 if 语句的条件中。这会限制变量作用域，但涉及到 bool 的隐式转换：

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if (std::optional<Foo> foo = MaybeFoo()) {
  DoSomething(*foo);
}

注意： 在 C++17 中，if 语句可以包含初始化器，因此可以限制声明作用域，同时避免隐式转换：

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if (std::optional<Foo> foo = MaybeFoo(); foo.has_value()) {
  DoSomething(*foo);
}

“类似布尔”的枚举

假设你采纳了 技巧 #94 的建议，决定在函数签名中使用 enum 而不是 bool，以提升调用点可读性。这种重构可能会在函数定义中引入隐式转换：

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void ParseCommandLineFlags(
    const char* usage, int* argc, char*** argv,
    StripFlagsMode strip_flags_mode) {
  if (strip_flags_mode) {  // 等等，哪个值代表 true 来着？
    ...
  }
}

用显式比较替换隐式转换，可以获得额外清晰性：

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void ParseCommandLineFlags(
    const char* usage, int* argc, char*** argv,
    StripFlagsMode strip_flags_mode) {
  if (strip_flags_mode == kPreserveFlags) {
    ...
  }
}

总结

总之，要意识到到 bool 的隐式转换可能不清楚，因此可以考虑写得更显式：

• 把指针类型和 nullptr 比较（尤其是被指向类型可隐式转换为 bool 时）。
• 用 std::optional<T>::has_value() 这样的具名布尔函数测试 optional 是否有值（尤其是被包含类型可隐式转换为 bool 时）。使用带 optional 初始化器的 if 形式来限制变量作用域（技巧 #165）。不过要记得 call-only 接口，不要取得 value() 或 has_value() 的地址。测试中可以用 testing::Optional matcher 帮忙。
• 把枚举和具体值比较。