【C++】C++的类型转换

发布于:2024-06-18 ⋅ 阅读:(133) ⋅ 点赞:(0)

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目录

前言

一、C语言中的类型转换

二、为什么C++需要四种类型转换

三、C++强制类型转换

3.1 static_cast

3.2 reinterpret_cast

3.3 const_cast

3.4 dynamic_cast

向下转型:

向上转型:

四、RTTI(了解)

总结



前言

世上有两种耀眼的光芒,一种是正在升起的太阳,一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官,我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助,同时也希望各位看官能对我的文章给与点评,希望我们能够携手共同促进进步,在编程的道路上越走越远!


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、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。

  1. 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
  2. 显式类型转化:需要用户自己处理

有一定关联的类型才可以互相转换

C语言:

  • 整形之间 ---> 隐式类型转换(char类型也是属于整型家族的)
  • 整形和浮点数(都是比较数据大小的) ---> 隐式类型转换
  • bool和整形、bool和指针 ---> 隐式类型转换
  • 指针和整形(指针是编号) ---> 强制类型转换
  • 不同类型的指针之间  ---> 强制类型转换

CPP:

  • 构造函数支持的
  • 内置类型和自定义类型之间,本质借助构造函数 ---> 隐式类型转换  如:string和const char*
  • 自定义类型之间和内置类型, 本质要重载一个operator 类型() ---> 隐式类型转换 如:下面的A
  • 自定义类型之间和自定义类型之间,本质借助构造 ---> 隐式类型转换 如:initializer_list和容器
  • 基类和派生类之间不是类型转换,没有临时变量
class A
{
public:
    // 这是一个特殊的重载函数,int就明确了这个重载的函数要返回的是什么类型的值
	operator int()
	{
		return _a1 + _a2;// 这个重载的函数还不需要返回值
	}
private:
	int _a1 = 1;
	int _a2 = 2;
};

void Test()
{
	A aa;
    // 这两行效果一样,不写显示类型转换,也会自动调用operator int()重载的函数
	int ii1 = aa;
	int ii2 = (int)aa;

	// 单参数的构造函数,支持内置类型隐式转换成自定义类型
	// string s1 = "111111";// 右边构造了一个string类型的临时对象,将临时对象拷贝构造到s1中;有优化->直接构造
	// const string& s2 = "11111";// 这样写就没有优化了;临时对象有常性,所以要用const来修饰s2

	/*Drive d;
	Base b = d;*/

	/*Base b;
	Base* ptr1 = &b;
	int* ptr2 = (int*)ptr1;*/

	/*Node* cur = head;
	while (cur)
	{

	}*/

	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;// p的类型还是int*,强转并不改变p的类型,所以中间产生了一个临时变量
	char ch = i;

	printf("%p, %d\n", p, address);

	// 无法转换,他们之间没有关联
	// double dd = (double)p;
}

int main()
{
	Test();

	return 0;
}

构造函数的作用:构造函数的最大作用就是创建对象时完成初始化,当我们在new一个对象并传入参数的时候,会自动调用构造函数并完成参数的初始化。

类型转换中间都会产生临时变量,临时变量有可能是寄存器,也有可能是栈区上开辟了一块空间,类型转换了之后,也会对它的值进行改变,尤其是存储空间不一样的时候,可能会有截断或提升等,有符号和无符号之间类型转换,值也会变。

隐式类型转换的坑:

// 隐式类型转换的坑
void Insert(size_t pos, int x)
{
    // size_t在32位下是unsigned int;在64位下是unsigned long long 
    // size_t 无符号没办法小于0
	//size_t end = _size;
	int end = 10;// 改成int类型,小于0也不会结束循环(因为隐式类型的转换,这里循环比较时,有符号转换成无符号)
	// 比较的时候end会隐式类型转换成size_t,再比较(所以将pos的类型转换成int类型)
	while (end >= (int)pos)
	{
		cout << end <<"挪走" << endl;
		--end;
	}
}

int main()
{
	Insert(3, 1);
	Insert(0, 1);// 死循环

	return 0;
}

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。

二、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:

  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。

三、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。

建议规范,但是以前的还能用。对应隐式类型转换

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。

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

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:

  1. dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类
  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

向下转型:

class A
{
public:
	virtual void f() {}

	int _a = 0;
};

class B : public A
{
public:
	int _b = 1;
};

// 父类的指针是有可能转换成子类的指针的,因为父类的指针有可能指向父类,有可能指向子类
void fun(A* pa)
{
	// 向下转换:父->子
	// 父类指针pa指向子类对象,看到的是子类当中父类的部分,当pa转回子类,是安全的
	// 父类指针pa指向父类对象,看到的是父类的部分,当pa转回子类,是不安全的,存在越界的风险问题

	// 不安全
	//B* pb = (B*)pa;// 父类的指针转换成子类的指针,使用强制类型转换,是永远都可以成功的

	//  pa指向子类对象,转回子类,正常转换
	//  pa指向父类对象,转回子类,转换失败,返回空
	B* pb = dynamic_cast<B*>(pa);
	if (pb)
	{
		cout << pb << endl;
		cout << pb->_a << endl;
		cout << pb->_b << endl;
	}
	else
	{
		cout << "转换失败" << endl;
	}
}

int main()
{
	A a;
	B b;

	fun(&a);// 传的是父类对象,pa指向父类对象,转回子类,转换失败,返回空(pa是空)
	fun(&b);// 传的是子类对象,pa指向子类对象,转回子类,正常转换

	return 0;
}

父类的对象永远不能转换成子类的对象,强制类型转换也是不可以的。

向上转型:

int main()
{
	// 赋值兼容,向上转换,子->父
	B bb;
	A aa = bb;// 这里没有类型转换;把子类当中父类的部分切出去直接拷贝过去,没有产生临时变量
	A* ptr = &bb;// 包括指针也一样;子类给父类赋值是天然就支持的

	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。强烈建议:避免使用强制类型转换。

四、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:

  1. typeid运算符
  2. dynamic_cast运算符
  3. decltype

总结

好了,本篇博客到这里就结束了,如果有更好的观点,请及时留言,我会认真观看并学习。
不积硅步,无以至千里;不积小流,无以成江海。


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