C++的类型转换

Posted 2022-08-06 The August

类型转换

• C语言中的类型转换
• C++强制类型转换
• • static_cast
  • reinterpret_cast
  • const_cast
  • dynamic_cast
  • explicit
• RTTI

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（eg：size_t类型的判断）

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。

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

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;

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（用于两个不相关的类型进行转换）

typedef void (*FUNC)();
int DoSomething(int i)

	cout << "DoSomething" << endl;
	return 0;

void Test()

	//
	// reinterpret_cast可以编译器以FUNC的定义方式去看待DoSomething函数
	// 所以非常的BUG，下面转换函数指针的代码是不可移植的，所以不建议这样用
	// C++不保证所有的函数指针都被一样的使用，所以这样用有时会产生不确定的结果
	//
	FUNC f = reinterpret_cast<FUNC>(DoSomething);
	f();

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; //打印2 原因：编译器优化（a为常变量编译器将a的值直接放入到寄存器中（或直接替换掉），因此打印出2），但是只有让编译器去内存中取值时（用关键字volatile），可以看到打印3（volatile const int a = 2;）

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) 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 = 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;

总结：

1. 一个父类如果是指向父类对象，严格来说是不能转的，因为存在风险,访问时存在越界风险
2. 一个父类如果是指向子类对象，可以转换，是安全的
3. 如果使用c的强制类型转换，那么这里是不安全的，无法识别上面的两种情况；建议是使用dynamic_cast，他是安全的。

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

explicit

explicit关键字阻止经过转换构造函数进行的隐式转换的发生

再谈类与对象

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