《C++类型转换：四种类型转换的规定》
C++类型转换：四种类型转换的规定
- 1. 内置类型中的类型转换
- 2. 内置类型和自定义类型的转换
- 3. 自定义类型转换成内置类型
- 4. 自定义类型之间的转换
- 5. C++强制类型转换
- 5.1 static_cast
- 5.2 reinterpret_cast
- 5.3 const_cast
- 5.4 dynamic_cast
- 6. RTTI（了解）
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1. 内置类型中的类型转换
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（整形之间/整形与浮点数之间）。
- 显式类型转化：需要用户自己处理（指针与整形，指针之间）。
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);
}
2. 内置类型和自定义类型的转换
class A
{
public:
explicit A(int a)
:_a1(a)
,_a2(a)
{}
A(int a1,int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
int main()
{
string s = "11111";
//单参数的构造函数支持隐式类型转换
//如果加了explicit不支持隐式类型转换必须强制类型转换
A aa1 = (A)1;
//多参数的隐式类型转换
A aa2 = { 1,2 };
return 0;
}
3. 自定义类型转换成内置类型
想要实现自定义类型转换成内置类型，需要我们提供对应的运算符重载。
class A
{
public:
explicit A(int a)
:_a1(a)
,_a2(a)
{}
A(int a1,int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
//()被仿函数占用了，不能用了
//operator + 类型，无返回类型
operator int()
{
return _a1 + _a2;
}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
int main()
{
string s = "11111";
//单参数的构造函数支持隐式类型转换
//如果加了explicit不支持隐式类型转换必须强制类型转换
A aa1 = (A)1;
//多参数的隐式类型转换
A aa2 = { 1,2 };
//临时对象具有常性，需要加const
const A& aa3 = { 1,2 };
int x = aa1;
int y = aa2;
//本质上转换成函数的调用
int z = aa2.operator int();
cout << x << endl; //2
cout << y << endl; //3
return 0;
}
shared_ptr这里就提供了转换成bool类型的运算符重载。
可以判断这个指针是不是空指针。
4. 自定义类型之间的转换
自定义类型的相互转换，需要提供对应的构造函数才能相互转换。
class A
{
public:
explicit A(int a)
:_a1(a)
,_a2(a)
{}
A(int a1,int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
//()被仿函数占用了，不能用了
//operator + 类型，无返回类型
operator int()
{
return _a1 + _a2;
}
int get() const
{
return _a1 + _a2;
}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
class B
{
public:
B(int b)
:_b(b)
{}
//支持A -> B
B(const A& aa)
:_b(aa.get())
{}
private:
int _b;
};
int main()
{
A aa1(1);
B bb1(2);
bb1 = aa1;
//B& ref = aa1;
const B& ref = aa1;
}
5. C++强制类型转换
C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。
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作符：static_cast、reinterpret_cast、const_cast、dynamic_cast
5.1 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
int main()
{
//对应隐式类型转换 -- 数据的意义没有改变
double d = 13.14;
int b = static_cast<int>(d);
return 0;
}
5.2 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
int main()
{
//对应隐式类型转换 -- 数据的意义没有改变
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);
//对应强制类型 -- 数据的意义已经发生改变
int* p = reinterpret_cast<int*>(a);
return 0;
}
5.3 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()
{
//对应强制类型转换中有风险的去掉const属性
const int b = 2;
//int* p2 = (int*)&b;
int* p2 = const_cast<int*>(&b);
*p2 = 3;
cout << b << endl;
cout << *p2 << endl;
}
这里可以看到打印的值依然是2，因为编译器优化的原因所以会把const 变量直接替换或者放到寄存器里面在直接从里面读取。
如果不想让编译器将const变量优化到寄存器当中，可以用volatile关键字对const变量进行修饰，这时当要读取这个const变量时编译器就会从内存中进行读取
5.4 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)
向下转换:
如果父类的指针（或引用）指向的是一个父类对象，那么将其转换为子类的指针（或引用）是不安全的，因为转换后可能会访问到子类的资源，而这个资源是父类对象所没有的。
如果父类的指针（或引用）指向的是一个子类对象，那么将其转换为子类的指针（或引用）则是安全的
注意：子类的对象赋值给父类是可以的，但是父类的对象赋值给子类会报错，就算强制类型转换也不可以。
class A
{
public:
virtual void f()
{}
int _a = 1;
};
class B : public A
{
public:
int _b = 2;
};
void fun(A* pa)
{
// dynamic_cast会先检查是否能转换成功(指向子类对象)，能成功则转换，
// 指向父类对象不能则返回nullptr
//B* pb1 = (B*)(pa);
B* pb1 = dynamic_cast<B*>(pa);
if (pb1 != nullptr)
{
cout << "pb1:" << pb1->_a << endl;
cout << "pb1:" << pb1->_b << endl;
}
else
{
cout << "转换失败" << endl;
}
}
int main()
{
A a;
B b;
fun(&a);
fun(&b);
return 0;
}
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
6. RTTI（了解）
RTTI：Run-time Type identification的简称，即：运行时类型识别。
C++通过以下方式来支持RTTI：
- typeid运算符
- dynamic_cast运算符
- decltype
