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【C++】 类型转换深度探索:揭开类型转换的奥秘

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🔥 系列专栏:C++从入门到精通

目录

  • 一: 🚀 C语言中的类型转换
  • 二: 🔥 为什么C++需要四种类型转换
  • 三: 🔥 C++强制类型转换
    • 🥝 3.1 static_cast
    • 🥝 3.2 reinterpret_cast
    • 🥝 3.3 const_cast
    • 🥝 3.4 dynamic_cast
  • 四: 🔥 RTTI(了解)
  • 五: 🔥 共勉

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

  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。
void Test ()
{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);
} 

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C++需要四种类型转换

🥝 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

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_castreinterpret_castconst_castdynamic_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;return 0;
}
  • 🎯 对应隐式类型,数据的意义没有改变

🥝 3.2 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。

💢 reinterpret_ cast任何指针都可以转换成其它类型的指针,T必须是一个指针、 引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。任何指针都可以转换成其它类型的指针,不安全的转换。

int main()
{double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;// 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;
}
  • 🎯 对应强制类型,数据的意义已经发生改变

🥝 3.3 const_cast

💢 const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性,方便赋值。

void Test ()
{const int a = 2;int* p = const_cast< int*>(&a);*p = 3;cout << a <<endl;
}
  • 🎯 对应强制类型转换中的有风险的去掉const属性
  • 💢 注意此时代码中的a值仍然是2,原因是因为内存中的a值确实被更改为了3,但是由于编译器的优化,把常量存到了寄存器中,此时读取a的值仍然是从寄存器中读取。

🎯 解决方法:加上 volatile 后每次读取就会直接去内存中读取

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

const_cast 不能去除变量的常量性,只能用来去除指向常数对象的指针或引用的常量性,且去除常量性的对象必须为指针或引用。

🥝 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 ((会出现越界访问) 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。

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 = static_cast<B*>(pa);B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa);cout<<"pb1:" <<pb1<< endl;cout<<"pb2:" <<pb2<< 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。

四: 🔥 RTTI(了解)

🎯 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

五: 🔥 共勉

以上就是我对 【【C++】 类型转换 的理解,觉得这篇博客对你有帮助的,可以点赞收藏关注支持一波~😉
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