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【C++的类型转换】

news 2025/5/8 11:55:56

【知识预告】

C语言中的类型转换
C++强制类型转换
为什么需要强制类型转换
RTTI

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。

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);
}

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。

2 为什么C++需要四种类型转换

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。

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

3.1 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()
{// 相近类型用static_cast->意义相似的类型double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;return 0;
}

3.2 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()
{// 相近类型用static_cast->意义相似的类型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// 有一定的关联，但是意义不相似的的类型用reinterpret_cast int* ptr = 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。

void Test()
{const int a = 2;int* p = const_cast<int*>(&a);*p = 3;// 这是编译器优化的结果，虽然我把a的值改了// 但是，编译器把a当成常量，在预编译阶段就处理了// 没有去 内存或是寄存器取值cout << a << endl;     // 2cout << *p << endl;    // 3cout << &a << endl;   // 0076F89Ccout << p << endl;    // 0076F89C
}

void Test()
{// 加一个volatile，破除编译器的优化volatile const int a = 2;int* p = const_cast<int*>(&a);*p = 3;cout << a << endl;     // 3cout << *p << endl;    // 3// 编译器的bug，&a是1cout << &a << endl;   // 1// 这个时候得用printf去打印printf("%p\n", &a);   // 0076F89Ccout << p << endl;    // 0076F89Cchar ch = 'x';cout << &ch << endl;   // 又是bug，x烫烫烫烫鼄cout << (void*) & ch << endl;  // 005FFB2B
}

3.4 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

子类给父类是天然的，切片操作，没有转换

int main()
{A obja;B objb;// 这个过程没有转化，是切片，天然的obja = objb;A& ra = objb;  // 没有转换// 如果有转换，中间会产生临时变量// 临时变量具有常性，必须加constdouble d = 1.1;// 得加const，不然报错const int& i = d;return 0;
}

class A
{
public:virtual void f() {}int _a = 0;
};class B : public A
{public:int _b = 1;
};void fun(A* pa)
{// 向下转换：直接转换是不安全的// 如果pa是指向父类A对象，存在越界问题B* ptr = (B*)pa;ptr->_a++;ptr->_b++;
}int main()
{// 向下转换规则：父类对象不能转换成子类对象// 但是父类指针和引用可以转换子类指针和引用A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}

不安全怎么办了 --> 使用dynamic_cast可以帮忙检查一下 (脱裤子放屁，直接不转换不就行了？)

class A
{
public:virtual void f() {}int _a = 0;
};class B : public A
{public:int _b = 1;
};void fun(A* pa)
{B* ptr = dynamic_cast<B*>(pa);if (ptr){ptr->_a++;ptr->_b++;}else{cout << "转换失败" << endl;}
}int main()
{// 向下转换规则：父类对象不能转换成子类对象// 但是父类指针和引用可以转换子类指针和引用A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}