【C++】C++的类型转换

1. C语言中的类型转换

在C语言中，经常会出现一种情况：运算符两边的类型不同，或者形参实参类型不匹配，此时就会发生类型转化。在C语言中，类型转化分为两种：隐式类型转换和显式类型转换。

1. 隐式类型转换：编译器在变异阶段自动进行，如果能转换就自动转换，不能就报错
2. 显示类型转换：用户自己处理

void test1()
{
    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);
}

隐式类型转化有些情况下可能会出问题:

1. 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

2. C++中的类型转换

由于C语言的类型转换的缺陷，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

2.1 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

用法：static_cast(variablename)；其中typename是将要转换的类型，variablename是要被转换的变量。

void test1()
{
    double d = 12.34;
    int a = static_cast<int>(d);
    int b = d;
    cout<< a << " " << b <<endl;
}

总结：static_cast对标C语言类型转换的隐式类型转换，要求两个类型必须要相关

2.2 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

void test2()
{
    int a = 12;
    //int* p = static_cast(a);//这里使用static_cast就会报错
    int* p = reinterpret_cast<int*>(a);
    cout << p << endl;
}

总结：reinterpret_cast对标的是C语言的强制类型转换，不要求两个类型是相关类型

2.3 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 = 10;
    //a = 20;//这里由于a是const修饰的变量，所以不能修改
    int* p = const_cast<int*>(&a);
    *p = 20;
    cout << a << " " << *p << endl;
}

拓展知识：如果运行上述的test3代码就会发现，打印出来的a和*p的值并不一样，这是什么原因呢？

这是因为对于const修饰的变量，编译器会认为它不会被修改，所以会存放在一个寄存器内部，每次访问的时候直接访问寄存器内部的值，所以不会更改。如果想要让他每次都从内存中访问的话，需要加上volatile关键字。

2.4 dynamic

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)

这里补充一下向上转换和向下转换的概念：

向上转换：由子类（对象/指针/引用）向父类（对象/指针/引用）的转换

向下转换：由父类（对象/指针/引用）向子类（对象/指针/引用）的转换

其中，向上转换是天然被允许的，中间没有类型转换，也不会产生临时对象，但是向下转换可能会出现数组越界之类的问题，因此是不安全的

class A
{
public:
    virtual void f() {}
    
    int _a = 1;
};
class B : public A
{
public:
    void f() {}
    int _b = 2;
};
void func(A* ptr)
{
    B* bptr = (B*)ptr;
    cout << bptr->_b << endl;
    cout << bptr->_a << endl;
}
void test4()
{
    A aa;
    B bb;
    func(&aa);
    func(&bb);
}

这里对于A类型的对象，如果要访问_b成员就会出现越界访问的问题。

而dynamic_cast 的作用就是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 (向下转型)。需要注意的是：

• dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类。
• dynamic_cast会检查是否能转换成功，能则进行转换，不能则返回nullptr。

void func(A* ptr)
{
    //B* bptr = (B*)ptr;
    B* bptr = dynamic_cast<B*>(ptr);
    if(bptr == nullptr)
    {
        cout << "类型转换错误：出现向下转换" << endl;
        return;
    }
    cout << bptr->_b << endl;
    cout << bptr->_a << endl;
}

注意：一般情况下我们应该避免使用强制类型转换，因为强制类型转换关闭或挂起了正常的类型检查；所以每次在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。

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本节完…