【c++】类型转换

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

类型相近的才能发生隐式类型转换，如int和double,如果不相关，而对于指针和整型，指针是地址，整型和指针类型之间不会进行隐式类型转换，只能显式的强制类型转换：

int main()
{
	int i = 1;
	//隐式类型转换
	double d = i;
	printf("%d,%.2f", i, d);

	int* p = &i;
	//显式强制类型转换
	int address = (int)p;
	printf("%x,%d\n", p, address);
	return 0;
}

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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。

C++引入四种类型装换操作符:static_cast、reinterpret_cast、const_cast、dynamic_cast

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C++强制类型转换

• static_cast

static_cast用于相近类型之间的转换，（这些类型的表示意义差不多）编译器隐式执行任何类型转换都可以使用static_cast，对于两个不相关类型之间的转换，不能使用static_cast:

int main()
{
	int i = 1;
	//隐式类型转换
	double d = static_cast(i);
	printf("%d,%.2f", i, d);

	int* p = &i;
	//int address = static_cast(p);//错误写法
	//printf("%x,%d\n", p, address);
	return 0;
}

• reinterpret_cast

reinterpret_cast用于不相关的类型之间的转换：

int main()
{
    int  i = 10;
	int* p = &i;
	int address = reinterpret_cast(p);
	printf("%x,%d\n", p, address);
	return 0;
}

• const_cast

const_cast用于删除变量的const属性，转化后就可以对const变量进行修改了：比如下面的a不可以被修改，现在通过const_cast转化成int*

int main()
{
	const int a = 2;
	int* p = const_cast(&a);
	*p = 4;
	cout << a << endl;//2
	cout << *p << endl;//4
	return 0;
}

代码中使用const_cast删除变量a地址的const属性，这时候就可以通过使用指针来修改a的值了。

但是编译器会认为const修饰的变量不会被修改，所以将const修饰的变量存放在寄存器中，当需要读取const变量时会直接从寄存器中读取，而我们修改的实际上是内存中a的值，所以最终打印出来a的值是没有修改之前的。

如果不想让编译器将const变量优化到寄存器中，使用volatile关键字对const变量进行修饰即可。这时候读取const变量编译器就从内存中进行读取，保持内存的可见性

• dynamic_cast

dynamic_cast是用于将父类的指针（引用）转换成子类的指针（引用）

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

向上转型就是我们多态说的切割/切片，是语法天然支持，不需要进行转换，而向下转型语法是不支持的，需要进行强制类型转换

向下转型安全问题：

如果父类的指针（或引用）指向的是一个父类对象，那么将其转换为子类的指针（或引用）是不安全，会存在越界的风险，因为转换后可能会访问子类的资源，而这些资源是父类对象没有的。

如果父类的指针（或引用）指向的是一个子类对象，那么将其转换为子类的指针（或引用）则是安全的，没有问题

使用C强制类型转换向下转型是不安全的，因为此时无论父类的指针（或引用）指向的是父类对象还是子类对象都会进行转换。

使用dynamic_cast向下转型是安全的，如果父类的指针（或引用）指向的是子类对象那么dynamic_cast会转换成功，但如果父类的指针（或引用）指向的是父类对象那么dynamic_cast会转换失败并返回一个空指针。比如：

class A
{
public:
	virtual void f(){}

	int _a = 0;
};

class B :public A
{
public:
	int _b = 0;
};
void Func(A* ptr)
{
	//直接转换是不安全的
   // B* bptre = (B*)ptr
	B* bptr = dynamic_cast(ptr);
	cout << bptr << endl;
	if (bptr)
	{
		bptr->_a++;
		bptr->_b++;
		cout << bptr->_a << endl;
		cout << bptr->_b << endl;
	}
}
int main()
{
	A aa;
	B bb;
	Func(&aa);
	Func(&bb);
	return 0;
}

如果ptr指向父类，则转换失败，返回空，如果ptr指向子类，则转换成功

如果传入Func函数的是子类对象的地址，那么转化后的bptre与bptr都会有地址，如果传入Func函数的是父类对象的地址，那么转换后的ptre也有地址，而bptr是一个空指针。

• explicit

explicit用于修饰构造函数，用于禁止单参数构造函数的隐式转换：

class A
{
public:
	explicit A(int a)
	{
		cout << "explicit A(int a)" << endl;
	}
	A(const A& A)
	{
		cout << "A(const A& a)" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A a(10);
	//A a2 = 11;错误的写法
	return 0;
}

A a2 = 11等价于先构造A tmp(11);在拷贝A a2(tmp);

在早期编译器中，遇到A a2=11会先构造临时对象，在用临时对象拷贝构造a2；但是现在的编译器做了优化，遇到A a2=11会直接按照A a2(11)进行处理，这是隐式转换。对于单参自定义类型，A a2=11这种方式可读性不好，所以explicit修饰单参构造函数，进制单参构造函数的隐式转换。

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RTTI

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

typeid：在运行时识别出一个对象的类型。

decltype：在运行时推演出一个表达式或函数返回值的类型。

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。

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总结

1、C++中的4种类型转换分别是:static_cast,reinterpret_cast、const_cast、dynamic_cast

2、4种类型转换的应用场景:

static_cast:用于相近类型的类型之间进行转化，如int与double,编译器隐式执行的任何类型都可用static_cast

reinterpret_cast:用于两个不相关类型之间的转换

const_cast:用于删除变量的const属性，可用进行修改

dynamic_cast:用于安全地将父类的指针（引用）转换成子类的指针（引用）