【C++】深究类型转换
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一、类型转换
1、C语言中的类型转换
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，转换的前提是类型之间有一定的关联。
- 隐式类型转换：编译器自动进行，比如整形家族（int、char、unsigned int）/ 整型和浮点数
- 强制类型转换：我们自己处理，比如整形和指针、指针之间
int main()
{
int i = 1;
// 隐式类型转换
double d = i;
int* p = &i;
// 显示的强制类型转换
int address = (int)p;
return 0;
}
2、C++中的类型转换
上面举的例子都是内置类型之间，而内置类型和自定义类型之间、自定义类型和自定义类型之间都是可以通过一定的方式互相转换的。
| 内置类型和自定义类型之间：
在前面的学习中我们经常说：单参数构造函数支持隐式类型转换，多参数也可以通过加{}进行隐式类型转换。
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
,_a2(a)
{}
A(int a1, int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main()
{
string s("Are you ok?");//隐式类型转换
A a1(1);//借助构造函数完成类型转换
A a2({ 1, 2 });
return 0;
}
- C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数
- 构造函数前加
explicit就不再支持隐式类型转换（但是还可以强转）
而自定义类型转换为内置类型需要通过下面这个函数：
operator int()
{
//...
}
- 这个函数没有返回类型，但是有返回值
- 函数前加
explicit就不再支持隐式类型转换（但是还可以强转）
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
,_a2(a)
{}
A(int a1, int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
operator int()
{
return _a1 + _a2;
}
private:
int _a1;
int _a2;
};
int main()
{
string s("Are you ok?");//隐式类型转换
A a1(1);//借助构造函数完成类型转换
A a2({ 1, 2 });
int x = a1;
int y = a2;
cout << x << endl;
cout << y << endl;
return 0;
}
| 自定义类型和自定义类型之间：
自定义类型之间也可以借助构造函数来完成相互转换。
class A
{
public:
A(int a)
:_a1(a)
,_a2(a)
{}
A(int a1, int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
operator int()
{
return _a1 + _a2;
}
int get() const
{
return _a1 + _a2;
}
private:
int _a1;
int _a2;
};
class B
{
public:
B(int b)
:_b(b)
{}
B(const A& aa)
:_b(aa.get())
{}
private:
int _b;
};
int main()
{
A aa(1);
B bb(2);
bb = aa;//这里走了B的拷贝构造
return 0;
}
例如：我们之前实现的list的迭代器有普通迭代器和const迭代器两种，普通迭代器用普通迭代器接收，const迭代器用const迭代器接收，而库中的list是支持普通迭代器用const迭代器接收的，那我们也可以给自己的list加上这个功能。
增加一个用于类型转换的构造函数：
//...
ListIterator(const ListIterator<T, T&, T*>& it)
:_node(it._node)
{}
//...
注意：这里的参数一定是写死的，不能是
const ListIterator<T, Ref, Ptr>& it
3、C语言类型转换的缺陷
- 转换的可视性差，所有的转换形式都是以一种相同的形式书写，难以跟踪错误的转换
- 隐式类型转换有些情况下可能会出现问题，比如数据精度丢失
- 显示类型转换将所有情况混在一起，代码不够清晰
4、C++中的四种强制类型转换
标准C++为了加强类型转换的可视性，引入了下面四种命名的强制类型转换操作符。主要是为了让类型转换有统一的规范，更加严谨。
4.1 static_cast
static_cast用于非多态类型的转换（对应隐式类型转换），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()
{
double d = 3.14;
int a = static_cast<int>(d);
cout << a << endl;
return 0;
}
4.2 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（对应强制类型转换）。
int main()
{
double d = 3.14;
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);
int* p = reinterpret_cast<int*>(a);
cout << p << endl;
return 0;
}
4.3 const_cast
const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性（对应强制类型转换中有风险的去掉const属性），方便赋值。
int main()
{
const int a = 2;
int* p = const_cast<int*>(&a);
*p = 3;
cout << a << endl;
}
使用volatile可以确保编译器不会对这些变量的访问进行优化，从而确保每次访问都能读取到最新的值。
4.4 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nullptr
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;
}
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