C++的类型转换

一. 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，就会发生类型转化。
C语言总共有两种形式的类型转换：隐式类型转换和显示类型转换（强制类型转化）

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. 显示类型转化：需要用户自己指定

void Test ()
{
     int i = 1;
     // 隐式类型转换
     double d = i;
     
     int* p = &i;
     // 显示的强制类型转换
     int address = (int) p;
}

缺陷：
转换的可视性比较差，所有的转换形式都是相同形式书写，难以跟踪错误的转换

二. C++的四种类型转换

C语言风格的转换格式很简单，但是也有缺点：

1. 隐式类型转化可能出现精度丢失，截断等问题
2. 显示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换风格，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），编译器隐式执行的任何类型转换都可用static_cast，即可用于意义相近的类型转换

void test1()
{
	double a = 12.34;
	//都是表述数值
	int b = static_cast<int>(a);
	cout << b << endl;
}

2. reinterpret_cast

reinterpret（重新解释），该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

void test2()
{
	double a = 12.34;
	//都是表述数值
	int b = static_cast<int>(a);
	//数值转换成地址
	int*p = reinterpret_cast<int*>(b);
}

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 test3()
{
	const int a = 2;
	//删除const属性
	int *p = const_cast<int*>(&a);
	*p = 3;
	cout << *p << endl;
}

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/引用（动态转换）

向上转型：子类指针/引用–>父类指针/引用（不需要转换，赋值兼容规则）
向下转型：父类指针/引用–>子类指针/引用（用dynamic_cast转是安全的）

注意：

1. dynamic_cast 只能用于父类含有虚函数的类
2. dynamic_cast会先检查是否转换成功，能成功则转换，不能则返回0

为什么说向下转型用dynamic_cast是安全的，强制转换为什么不安全？

比如这样一个继承体系

class A
{
public:
	virtual void fun()
	{}
private:
	int _x;
};

class B :public A
{
private:
	int _y;
	int _z;
};

B继承A，但B拥有自己的成员变量，如果强制类型转换，情况如下：

因为B比A大，所以B的指针能访问的空间更多，但是这部分并不属于A。如果原先是指向A类型对象的指针，那么强转成B类型的指针，访问权限变大，但那部分并不属于A类型对象，这就会造成越界

强制类型转换并不会管原先指向的到底是父类对象还是子类对象，都会转换成功。
而dynamic_cast会检查，如果是原先是父类对象，则转换失败返回0，如果是子类对象，则转换成功。

void fun(A* pa,const string&str)
{
	// dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回
	cout << str << "转换" << endl;
	B* pb1 = (B*)(pa);
	B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa);
	cout << "pb1:" << pb1 << endl;
	cout << "pb2:" << pb2 << endl << endl;
}

void test4()
{
	A a;
	B b;
	fun(&a,"父类对象");
	fun(&b,"子类对象");
}

可以看到，强制转换不管父类还是子类对象都会发生转换，而dynamic_cast只有原先指向子类时才会发生转换

注意：
强制类型转换关闭或者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式达到同一目的，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

有以下三种方式：

1. typeid：通过name()函数获取类型名称的字符串
   

2. dynamic_cast：可以识别一个指针/引用，指向的是父类对象还是子类对象

3. decltype：自动类型推导
   和auto类似，但是decltype是通过其他对象获取类型

auto x=1;//auto通过=号右边推导
decltype(x) y=1;//decltype通过x推导

auto要求变量必须初始化，因为auto根据变量的初始值来推导变量类型，如果不初始化，变量的类型就无法推导。
而decltype不需要初始化，所以decltype可以适用于只要自动推导类型的场景

比如如下场景：

function<int> add=[](int a,int b)->int{ return a+b; };
set<int,decltype(add)> s;

结束语

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