类型转换——C++

news/2024/5/22 10:52:10/文章来源:https://blog.csdn.net/Ll_R_lL/article/details/130140172

1. 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。

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
显式类型转化：需要用户自己处理

在C语言中:
整型之间的转换：大转小——截断；小转大——提升
整型与浮点之间的转换：补位
意义相近的类型：例如浮点和整型，因为它们互相之间都是用来表示数据的大小

void Test1()

{int i = 1;// 隐式类型转换(意义相近的类型）double d = i;printf("%d, %.2f\n", i, d);int* p = &i;// 显示的强制类型转换（意义不相近，但是值转换后有意义）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

//在pos位置插入一个字符
void Insert(size_t pos, char ch)
{size_t end = size - 1;while (end >= pos){_str[end + 1] = -str[end];--end;}
}

问题：调用的时候
Insert(2,‘a’);//没问题
Insert（0,‘a’）；//会死循环
隐式类型转换在操作符的两边也会发生：while (end >= pos)
将-1就会提升为无符号位的整型最大值，访问数据就会发生越界

2. 为什么C++需要四种类型转换

C语言风格的转换格式很简单，但是有不少缺点的：

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
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

3. 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

兼容C语言的隐式类型转换和强制类型转换
虽然兼容c但是最好不用，使用C++的强制类型转换更加规范
static_cast(影视类型转换）、reinterpret_cast、const_cast(强制类型转换）

3.1 static_cast

用于意义相近的类型
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;
}

在这里插入图片描述

注意写法与括号。
不是意义相近类型是无法使用此方法的

3.2 reinterpret_cast

不相关类型的转换
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

int main()
{int* p = &a;//int address = static_cast<int>(p);int adress = reinterpret_cast<int>(p);return 0;
}
甚至可以支持一些比较bug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;
}

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

int main()
{const int a = 2;int* p = const_cast< int*>(&a);//a的地址给了p*p = 3;cout << a << endl;//2cout << *p << endl;//3
}

使用调试的方法：
添加断点
Ctrl+f10 开始调试
打开监视窗口，输入你想观察的变量名称
按f10，程序就会依次往下执行

监视窗口中是3和3，但打印出来就是2和3
在这里插入图片描述

原因：编译器对const类型有优化，因为它理论上认为const类型不会被修改。const类型不会在内存中取，会被加载到寄存器中
每个不同的编译器，优化方法可能会不一样

有方法可以解决吗？
关键字 volatile
在这里插入图片描述

3.4 dynamic_cast

C++独有的

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)——天然支持的
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：

dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类
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

类型转换无论是否规范都会产生临时变量
临时变量具有常性——要用const

int main()
{int i = 0;double d = i;const double& rd1 = i;const double& rd2 = static_cast<double>(i);return 0;
}

注意：父类对象无论如何都不允许转成子类对象的。
指针，引用都允许转换

class A
{
public:virtual void f(){}
public:int _a = 0;
};class B : public A
{
public:int _b = 1;
};// A*指针pa有可能指向父类，有可能指向子类
void fun(A* pa)
{// 如果pa是指向子类，那么可以转换，转换表达式返回正确的地址// 如果pa是指向父类，那么不能转换，转换表达式返回nullptrB* pb = dynamic_cast<B*>(pa); // 安全的//B* pb = (B*)pa;             // 不安全,都是转换成功无法识别，会产生越界的风险if (pb){cout << "转换成功" << endl;pb->_a++;pb->_b++;cout << pb->_a << ":" << pb->_b << endl;}else{cout << "转换失败" << endl;pa->_a++;cout << pa->_a << endl;}
}int main()
{A aa;// 父类对象无论如何都是不允许转换成子类对象的/*B bb = dynamic_cast<B>(aa);B bb = (B)aa;*/B bb;fun(&aa);fun(&bb);//fun(nullptr);return 0;
}

在这里插入图片描述

延伸问题：

class A1
{
public:virtual void f(){}
public:int _a1 = 0;
};class A2
{
public:virtual void f(){}
public:int _a2 = 0;
};class B : public A1, public A2
{
public:int _b = 1;
};int main()
{B bb;A1* ptr1 = &bb;A2* ptr2 = &bb;cout << ptr1 << endl;cout << ptr2 << endl << endl;B* pb1 = (B*)ptr1;B* pb2 = (B*)ptr2;cout << pb1 << endl;cout << pb2 << endl << endl;B* pb3 = dynamic_cast<B*>(ptr1);B* pb4 = dynamic_cast<B*>(ptr2);cout << pb3 << endl;cout << pb4 << endl << endl;return 0;
}