C++: 类型转换

（一）C语言中的类型转换

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。

• 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
• 显式类型转化：需要用户自己处理

隐式类型转化只有类型相近的时候才会发生，比如 int 和 double，而指针和 int之间则需要显示类型转化。

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

volatile关键字 修饰const变量

如下代码中，对const变量的值进行修改

int main()
{const int n = 10;// 转换有安全隐患的int* p = (int*)&n;(*p)++;//n = 11;cout << n << endl;cout << *p << endl;cout << p << endl;return 0;
}

可以看到我们对const变量n 的值进行了修改，但是我们访问n的时候发现它的值却是不变的。

为什么没有达到我们预期的结果呢？？
我们从汇编的角度可以看到，编译器对const变量n直接用10进行了替换，并没有实际访问变量n的内存，因此我们访问n的时候它的值依然是10.

那么我们如何达到我们预期的效果呢？即编译器能对const修饰的变量访问它的内存
十分简单，只需要在const变量前加上volatile即可

int main()
{// volatile 修饰的变量，每次都要去内存取volatile const int n = 10;//n = 11;// 转换有安全隐患的int* p = (int*)&n;(*p)++;cout << n << endl;cout << *p << endl;cout << p << endl;return 0;
}

运行结果如下：

（二）C++四种强制类型转换

C风格的转换格式很简单，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。

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）通俗点说就是相近类型之间的转换，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 d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout<<a<<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。通俗点说就是用于两个不相关类型之间的转换。

int main()
{int a = 10;// 这里使用static_cast会报错，应该使用reinterpret_cast//int *p = static_cast<int*>(a);int* p = 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，方便赋值

int main()
{volatile const int a = 2;int* p = const_cast<int*>(&a);*p = 3;cout << a << endl;return 0;
}

注意volatile关键字的使用。

4. dynamic_cast

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

向上转型和向下转型：

• 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)
  就是切割/切片，语法支持。
• 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：

1. dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类
2. 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

若pa指向子类对象B，则转换成功，正常返回地址，若pa指向父类对象A，则转换
失败，返回空指针

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

B* pb1 = (B*)(pa); //不安全
为什么这样转换是不安全的？？
因为当pa指向的是父类的对象时，该转换依然会有地址返回，这样是不安全的。

dynamic_cast只能用于含有虚函数的类，因为运行时类型检查需要运行时的类型信息，而这个信息是存储在虚函数表中的，只有定义了虚函数的类才有虚函数表。

总结

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

(三)RTTI

RTTI：Run-time Type identification的简称，即：运行时类型识别。

C++通过以下方式来支持RTTI：

• typeid运算符 : 在运行时识别出一个对象的类型。
• dynamic_cast :在运行时识别出一个父类的指针（或引用）指向的是父类对象还是子类对象。
• decltype:在运行时推演出一个表达式或函数返回值的类型。