零、前言
本章主要学习C++的四种类型转换
一、C语言的类型转换
- 概念及介绍：
在C语言中，如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语言中的两种形式的类型转换：
- 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
- 示例：
void Test () { 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); }
- C风格的转换格式缺点：
- 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
二、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
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
- 示例：
int main() { double d = 12.34; int a = static_cast<int>(d); cout<<a<<endl; return 0; }
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
- 示例：
typedef void (* FUNC)(); int DoSomething (int i) { cout<<"DoSomething" <<endl; return 0; } void Test () { // // reinterpret_cast可以编译器以FUNC的定义方式去看待DoSomething函数 // 所以非常的BUG，下面转换函数指针的代码是不可移植的，所以不建议这样用 // C++不保证所有的函数指针都被一样的使用，所以这样用有时会产生不确定的结果 // FUNC f = reinterpret_cast<FUNC>(DoSomething ); f(); }
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
- 示例：
void Test () { const int a = 2; int* p = const_cast<int*>(&a); *p = 3; cout<<a <<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)
- 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
- 示例：
class A { public : virtual void f(){} }; class B : public A {}; void fun (A* pa) { // dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回 B* pb1 = static_cast<B*>(pa); B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa); cout<<"pb1:" <<pb1<< endl; cout<<"pb2:" <<pb2<< endl; } int main () { A a; B b; fun(&a); fun(&b); return 0; }
- 注意：
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，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。建议：避免使用强制类型转换
5、explicit
explicit关键字阻止经过转换构造函数进行的隐式转换的发生
- 示例：
class A { public : explicit A (int a) { cout<<"A(int a)" <<endl; } A(const A& a) { cout<<"A(const A& a)" <<endl; } private : int _a ; }; int main () { A a1 (1); // 隐式转换-> A tmp(1); A a2(tmp); A a2 = 1; }
三、常见面试题
- 说说C++4中类型转化的应用场景
- static_cast，命名上理解是静态类型转换
- 使用场景：
用于类层次结构中基类和派生类之间指针或引用的转换
注意: 上行转换（派生类—->基类）是安全的；下行转换（基类—->派生类）由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
用于基本数据类型之间的转换，如把int转换为char，这种带来安全性问题由程序员来保证
- 使用特点：
主要执行非多态的转换操作，用于代替C中通常的转换操作
隐式转换都建议使用static_cast进行标明和替换
- dynamic_cast，命名上理解是动态类型转换
- 使用场景：
只有在派生类之间转换时才使用dynamic_cast，type-id必须是类指针，类引用或者void
- 使用特点：
基类必须要有虚函数
对于下行转换，dynamic_cast是安全的（当类型不一致时，转换过来的是空指针），而static_cast是不安全的（当类型不一致时，转换过来的是错误意义的指针，可能造成踩内存，非法访问等各种问题）
- const_cast，字面上理解就是去const属性
- 使用场景：
常量指针转换为非常量指针，并且仍然指向原来的对象
常量引用被转换为非常量引用，并且仍然指向原来的对象
- 使用特点：
cosnt_cast是四种类型转换符中唯一可以对常量进行操作的转换符
去除常量性是一个危险的动作，尽量避免使用
- reinterpreter_cast，仅仅重新解释类型，但没有进行二进制的转换
- 使用场景：
不到万不得已，不用使用这个转换符，高危操作
- 使用特点：
reinterpret_cast可以将整型转换为指针，也可以把指针转换为数组
reinterpret_cast可以在指针和引用里进行肆无忌惮的转换
- 总结：
- 去const属性用const_cast
- 基本类型转换用static_cast
- 多态类之间的类型转换用daynamic_cast
- 不同类型的指针类型转换用reinterpreter_cast
