Guru of the week #26 Bool.

作者:Hub Sutter
译者:黄森堂
感谢ed9er(始祖鸟）的校验。

/*此文是译者出于自娱翻译的GotW(Guru of the Week)系列文章第一篇，原文的版权是属于Hub Sutter（著名的C++专家，《Exceptional C++》的作者）。此文的翻译没有征得原作者的同意，只供学习讨论。――译者
*/

#26 Bool.

难度：7/10

我们有需要基本的bool类型吗？，现存的语言为什么不是仅仅的仿真它，本期将给你答案。

问题：

自从ARM.[1]发布以来，除了wchar_t之外（wchar_t在C里是用typedef实现的），bool是唯一添加到C++里的基本数据类型；如果不添加这个基本类型，能用已有的数据类型达到相同的效果吗？如果能，请给出一个实现，如果不能，请指出各种可能的实现方法都有哪些缺陷？

解决方法：

自从ARM.[1]发布以来，除了wchar_t之外（wchar_t在C里是用typedef实现的），bool是唯一添加到C++里的基本数据类型；如果不添加这个基本类型，能用已有的数据类型达到相同的效果吗？如果能，请给出一个实现，如果不能，请指出各种可能的实现方法都有哪些缺陷？

回答是：不能，bool明确地添加到C++作为基本类型（并保留true与false关键字),因为它们（bool型和true, false）没法通过现有的语言特性准确实现。

如果不是，将给出同等实现基本类型的几个潜在的原因。

4种主要的实现方法：

第一种：Typedef(评价:8.5/10)

Option 1: Typedef (score: 8.5 / 10)

这种方法用"typedef <something> bool;",典型如：

    typedef int bool;    const bool true  = 1;    const bool false = 0;

这种解决方法不错，但是不允许重载bool,例如：

    // file f.h    void f( int  ); // ok    void f( bool ); // ok, 重新声明相同的函数    // file f.cpp    void f( int  ) { /*...*/ }   // ok    void f( bool ) { /*...*/ }   // error, 重定义

另一个问题是跟这相同的代码：

    void f( bool b ) {        assert( b != true && b != false );    }

于是可以看出第一种实现不够好！

第二种方法：#define(评价：0/10)

这种方法用"#define bool <something>",典型如：

    #define bool  int    #define true  1    #define false 0

这种方法是有害的，这不仅仅与上面的第一种方法有相同的问题，而且通常破坏了#defines,例如：它缺乏自定义，且当有人在尝试使用这个库时已经有了变量名字'false';现在就可以从基本类型看到它们的差异。

尝试用预处理程序来模拟这种类型是很坏的主意。

第三种方法：Enum(评价：9/10)

用这种方法去产生"enum bool",典型如：

    enum bool { false, true };

这种方法比第一种方法好几分，在这种方法，它允许重载(第一种方法的主要问题),但在条件表达式不允许自动类型转换(第一种方法是可以的）:

    bool b;    b = ( i == j );

这是错误的，因为int不能隐含地转换成enums

第四种方法：Class(评价：9/10)

这是面向对象语言，对吗？，所以为什么不写个类，典型如：

    class bool {    public:        bool();        bool( int );      // 在条件表达式允许转达换        operator=( int ); //         //operator int();   // 有问题!        //operator void*(); // 有问题!    private:        unsigned char b_;    };    const bool true ( 1 );    const bool false( 0 );

除了转换操作有问题之外就可以工作了，这些问题的原因：

1.由于自动类型转达换，重载解决了bool的冲突，(尤其是基本类型的转换)

1. 如果使用自动类型转换，bool型的数据会影响到函数重载，就像其他任何一个类里的隐式构造函数和（或）自动类型转换一样（尤其是基本类型的转换）。

2.不能转换与int或void*相似的类型，bool在条件中不能作测试，例如：

    bool b;    /*...*/    if( b ) // 错误，不能转换与int或void*相似的类型    {       //         /*...*/    }

这种方法抓住了22种情形：我们必须选择一个或其它的，两种方法皆让我们

这是一个经典的所谓的Catch-22困境：我们必须也只能选择其中的一个，但没有一种情况可以满足我们的需要：使这个类表现得和基本类型bool一样。

总结：

A typedef ... bool不允许重载。

A #define bool不允许重载且通常破坏了#define

enum bool允许重载但在条件表达式不能进行自动类型转换(相似于"b = (i == j);")。

bool类允许重载但不能让bool对象在条件中作测试，除非它能提供自动转换到基本类型，可它通常以破坏了类型自动转换。

对极了，我们真的很需要基本成的bool类型，最后，还有一件事情（和重载有关的），就是，对于所有的方式（除了在第四种方式下有可能）我们都无法指明那个条件判断表达式是一个bool类型。（我想作者要表达的意思是，对于各种模拟bool的方式，我们都无法把bool当作一种真正意义上的数据类型，并使用它来重载函数，考虑这样的调用：func(i == j); 在被当作参数去寻找匹配的函数之前，你根本无法改变这个条件判断表达式运算的结果的类型，其实我觉得关于这点他在前面已经讲得很清楚了，不知道为什么要称作one more thing）

备注：

1. M. Ellis M and B. Stroustrup. The Annotated C++ Reference Manual (Addison-Wesley, 1990).