详解C++的类型转换

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前言

在C语言的类型转换有一个非常大的坑,有好多悄悄地转换,有时候把我们转换的就蒙了,因为C++要兼容C语言,所以C++就勉为其难的接受了C语言的类型转换.

C语言的类型转换有两种:1.隐式类型转换 2.显式类型转换

下面带大家逐步来分析!

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正文开始!

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的类型不同,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. 隐式类型转换: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. 显式类型转换:需要用户自己处理

举个栗子

//简单实现一下string中的insert接口
class mystring
{
public://....void insert(size_t pos, char ch){//...int end = _size;while (end >= pos){//_str[end+1] = _str[end];cout << end << endl;--end;}//....}
private:char* _str;size_t _size=3;size_t _capacity=6;
};
int main()
{mystring str;str.insert(0, 'a');return 0;
}

上述插入函数中当pos>0不会出现问题,但是当pos==0的时候就会出现死循环!

原因如下:整形提升(隐式类型转换),int类型的end,隐式类型转换为size_t类型,-1就是一个非常大的无符号整数,end>=pos就恒成立,出现了死循环.

void Test()
{int i = 1;//隐式类型转换double d = i;printf("%d,%.2f\n",i,d);int* p = &i;//显式的强制类型转换int address = (int)p;printf("%x,%d\n",p,address);}

缺陷:转换的可实现比较差,所有的转换形式都是以一种相同的方式书写,难以跟踪错误的转换.

二、为什么C++需要四种转换

C风格的转换格式很简单,但是有不少缺点的:

1. 隐式类型转换有些情况可能会出问题: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.

3.1 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 d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;int* p = &a;//int x = p; // error//int x = static_cast<int>(p); // errorreturn 0;
}

3.2 reinterpret_cast

reinterpret_cast操作符通常为操作数的为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()
{double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;int* p = &a;int x = reinterpret_cast<int>(p); // errorcout << x << endl;return 0;
}

3.3 const_cast

const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性,方便复制.

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

3.4 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).

向上转换: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).
向下转换:父类对象指针/引用->子类指针/引用(用dynamic_cast转换是安全的.)

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,不能返回0.

//dynamic_cast 规范的向下转换,转换是安全的class A
{
public:virtual void f() {}
};class B :public A
{};// pa可能指向父类对象,也可能指向子类对象
// 如何区分pa是指向子类还是父类?
void fun(A* pa)
{B* ptr = dynamic_cast<B*>(pa);if (ptr){cout << "转换成功" << ptr << endl;}else{cout << "转换失败" << ptr << endl;}
}int main()
{A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}

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,程序猿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业域,以减少发生错误的机会.强烈建议:避免使用强制类型转换

四、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:

1. typeid运算符
2. dynamic_cast运算符
3. decltype

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总结

本章完!