(强制)类型转换方法

简介: (强制)类型转换方法

一、C语言中的类型转换

在C语言中,若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,能转则转,不能转则编译失败

显式类型转化:需要用户自行处理


#include <stdio.h>
int main()
{
  // 隐式类型转换
  int i = 1;
  double d = i;
  printf("%d, %.2f\n", i, d);//1, 1.00
  // 显示的强制类型转换
  int* p = &i;
  int address = (int)p;
  printf("%p %d\n", p, address);//008FF8EC 9435372
  return 0;
}

缺点:


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. 显式类型转换的可视性比较差,所有转换形式都以同一种形式书写,难以跟踪错误的转换


因此C++提出了自己的类型转化风格。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。


二、C++中的强制类型转换

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


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,但不能用于两个不相关的类型进行转换

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
  double d = 12.34;
  int a = static_cast<int>(d);
  cout << a << endl;//12
  return 0;
}

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。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
  int a = 12;
  //这种情况使用static_cast会报错
  //int *p = static_cast<int*>(a);//类型转换无效
  int* p = reinterpret_cast<int*>(a);
  return 0;
}


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

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
  const int a = 2;
  int* p = const_cast<int*>(&a);
  *p = 3;
  cout << a << endl;//2
  cout << *p << endl;//3
  return 0;
}

有的同学可能已经发现了问题,为什么输出a的结果是2啊!(这是一道常见面试题)


在VS环境下,a这种const修饰的常量编译器认为是不可修改的,直接用类似于宏替换的方式进行处理。所以内存中a常量的那块空间其实是已经被修改了的,这也是输出*p等于3的原因。


在某些平台下面,会将a常量存储在寄存器中便于快速访问,内存中实际上已经被修改了,但输出时访问的是寄存器,所以输出a的结果是2。


要想解决这个问题,用volatile关键字修饰const变量即可,此时输出结果就都为3了。


volatile const int a = 2;


b3ea3b60d3ea4810b2c9add968e3c865.png


2.4 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或引用(动态转换)。不能将父类对象转为子类对象。


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要求父类必须含有虚函数

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

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
  virtual void f(){}
public:
  int _a = 0;
};
class B : public A
{
public:
  int _b = 1;
};
void Func(A* pa)
{
  if (pa == nullptr) return;
  //若pa是指向子类,那么可以转换,转换表达式返回正确的地址
  //若pa是指向父类,那么不能转换,转换表达式返回nullptr
  B* pb = dynamic_cast<B*>(pa); // 安全的
  //B* pb = (B*)pa;             // 不安全
  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;
  //Func(&aa);
  B bb;
  Func(&bb);
  return 0;
}


2.5 总结

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,若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,若需使用即使用C++中的强制类型转换(更加安全)。


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