C++——类型转换

目录

一.C语言的类型转换

二.为什么需要C++的四种类型转换

三.C++强制类型转换

1.static_cast

2.reinterpret_cast

3.const_cast

4.dynamic_cast

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一.C语言的类型转换

在C语言中，如果赋值运算符左右两侧类型不同，或者形参与实参类型不匹配，或者返回值类型与
接收返回值类型不一致时，就需要发生类型转化，C语言中总共有两种形式的类型转换：隐式类型
转换和显式类型转换。

1. 隐式类型转化：编译器在编译阶段自动进行，能转就转，不能转就编译失败。
2. 显式类型转化：需要用户自己处理。

int main()
{
	int i = 1;
	// 隐式类型转换
	double d = i;
	printf("%d, %.2f\n", i, d);
	int* p = &i;
	// 显示的强制类型转换
	int address = (int)p;
	printf("%x, %d\n", p, address);
 
	return 0;
}

缺陷：
转换的可视性比较差，所有的转换形式都是以一种相同形式书写，难以跟踪错误的转换。

二.为什么需要C++的四种类型转换

C风格的转换格式虽然很简单，但是有不少缺点的：

1. 隐式类型转化有些情况下可能会出问题：比如数据精度丢失。
2. 显式类型转换将所有情况混合在一起，代码不够清晰。

因此C++提出了自己的类型转化风格，注意因为C++要兼容C语言，所以C++中还可以使用C语言的
转化风格。

三.C++强制类型转换

标准C++为了加强类型转换的可视性，引入了四种命名的强制类型转换操作符：
static_cast、reinterpret_cast、const_cast、dynamic_cast

1.static_cast

static_cast用于非多态类型的转换（静态转换），编译器隐式执行的任何类型转换都可用
static_cast，但它不能用于两个不相关的类型进行转换。

int main()
{
	double a = 12.34;
	int b = a;
    //用于两个相近类型的转化
	int c = static_cast<int> (a);
	int d = (int) & a;
	//int e = static_cast (&a); 类型转换无效
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "b:" << b << endl;
	cout << "c:" << c << endl;
	cout << "d:" << d << endl;
 
	return 0;
}

2.reinterpret_cast

reinterpret_cast操作符通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释，用于将一种类型转换
为另一种不同的类型。

int main()
{
	int a = 100;
 
	int* p1 = (int*)a;
	//用于不同类型间的强制转换
	int* p2 = reinterpret_cast<int*>(a);
 
	return 0;
}

3.const_cast

const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性（实际没有去除），方便赋值。

int main()
{
	
	const  int a = 100;
	int* pa = (int*) & a;
	*pa = 200;
 
	printf("pa:%x -> %d\n", pa, *pa);
	printf("&a:%x -> %d\n\n", &a, a);
 
	const int c = 1000;
	int* pc = const_cast<int*> (&c);
	*pc = 2000;
 
	printf("pc:%x -> %d\n", pc, *pc);
	printf("&c:%x -> %d\n", &c, c);
	return 0;
}

其实我们发现变量的值，并没有因为我们使用地址来修改而改变，那是因为const变量编译器是有优化的，实际的const变量会在内存中存储一份，在寄存器中存储一份。因为编译器认为const变量不会被写入修改，我们每次的读取就只需要拿去寄存器中的值就可以了。或者编译器优化，对于const变量，内存中存储一份，当我们读取const变量时，我们使用常量值来替换，有点类似于宏。

如果我们给const变量加上volatile 关键字，使得我们const变量不进行优化，每次的读取都会去内存中读取，这时我们再次用地址去间接修改就可以修改成功了。

int main()
{
	volatile const  int a = 100;
	int* pa = (int*) & a;
	*pa = 200;
 
	printf("pa:%x -> %d\n", pa, *pa);
	printf("&a:%x -> %d\n\n", &a, a);
 
	volatile const int c = 1000;
	int* pc = const_cast<int*> (&c);
	*pc = 2000;
 
	printf("pc:%x -> %d\n", pc, *pc);
	printf("&c:%x -> %d\n", &c, c);
	return 0;
}

 4.dynamic_cast

dynamic_cast用于将一个父类对象的指针/引用转换为子类对象的指针或引用(动态转换)

1. 向上转型：子类对象指针/引用->父类指针/引用(不需要转换，赋值兼容规则)，语法天生支持。
2. 向下转型：父类对象指针/引用->子类指针/引用(用dynamic_cast转型是安全的) 。

注意：

• dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类。
• dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回0。

class A
{
public:
	virtual void f() {}
};
 
class B : public A
{};
 
void fun(A* pa,const string str)
{
	// dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回0
	B* pb1 = static_cast(pa);
	B* pb2 = dynamic_cast(pa);
	cout << str << "pb1:" << pb1 << endl;
	cout << str << "pb2:" << pb2 << endl;
}
int main()
{
	A a;
	B b;
	fun(&a,"父类,");
	fun(&b,"子类,");
	return 0;
}

指向子类的父类指针，在转换成子类指针的时候是没有问题的，一个指向父类的父类指针，转换成子类指针的时候，是存在风险的，所以在使用dynamic_cast转换时会失败。

注意：
强制类型转换关闭或挂起了正常的类型检查，每次使用强制类型转换前，程序员应该仔细考虑是
否还有其他不同的方法达到同一目的，如果非强制类型转换不可，则应限制强制转换值的作用
域，以减少发生错误的机会。强烈建议：避免使用强制类型转换。