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,相当于C语言中的隐式类型转换。
int main()
{double d = 3.14;int a = static_cast<int>(d);//注意:<>中的类型为我们想要转换成的类型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()
{int a = 10;int* p = reinterpret_cast<int*>(a);//注意:同上,<>中的类型是我们想要转换成的类型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
int main()
{const int a = 10;//a还是在栈上int* pi = const_cast<int*>(&a);//&a的类型是const int*,const_cast可以将const属性去掉*pi = 20;cout << a << endl;//输出结果为10cout << *pi << endl;//输出结果为20return 0;
}
问:为什么上面的输出结果是10和20?
答:此处发生了编译器的优化。ca存在于内存中,从内存中取数据会比较慢,所以编译器会将这个数据变量直接放到缓存中,或者寄存器中,当然,有些编译器会将其优化成类似宏,在编译阶段进行直接替换,在后续的修改是对内存中的变量进行修改,所以打印a的时候是修改前的变量,打印*pi是打印的内存中的数据,所以打印结果是10和20。
所以在const int a = 10
的前面可以加上volatile修饰,强制编译器每次访问该变量都从内存中去取,防止编译器的优化,此时就会出现两次打印结果都是20的情况:
int main()
{volatile const int a = 10;//a还是在栈上int* pi = const_cast<int*>(&a);//&a的类型是const int*,const_cast可以将const属性去掉*pi = 20;cout << a << endl;//输出结果为10cout << *pi << endl;//输出结果为20return 0;
}
打印结果:
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,是天然的)
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
注意:无论是强制转还是天然转,都不支持将父类对象转换成子类对象。
问:为什么要存在向下转的情况?
答:比如下面有个函数,我们无法知道A*类型的指针ptr指向的是父类A对象还是子类B对象:
void func(A* ptr) {cout << "ptr->A" << endl;cout << "ptr->B" << endl; }
在上面的函数中我们无法进行区分ptr是指向子类对象还是父类对象。
当然,我们可以使用多态的特性来进行区分,此外,我们还能使用dynamic_cast来进行区分:
class A {virtual void func(){} }; class B : public A {void func(){} }; void func(A* pa) {B* ptr = dynamic_cast<B*>(pa);if (ptr){//指向子类对象的指针,虽然此时指针类型是父类类型的指针,但是仍然可以转换成指向子类类型的指针cout << "转换成功" << ptr << endl;}else{//指向父类对象的指针,无法转换成指向子类的指针cout << "转换失败" << ptr << endl;} } int main() {A a;B b;A* pa = &a;B* pb = &b;func(pa);func(pb);return 0; }
运行截图:
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
4. RTTI
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(注意:typeid(T).name()得到的字符串在不同的编译器下得到的结果是不一样的,如果想要比较,就只能像下面这样进行比较)
if(typeid(T).name() == typeid(3).name())//判断T类型的变量或者T类型是否是int类型
dynamic_cast运算符(识别某个父类指着是指向子类对象还是父类对象,如果能够成功转换就说明是子类对象,如果不能成功转换就说明是父类对象)
decltype(用推导出的类型来定义变量,例如:)
int a = 0; decltype(a) b = 1; //b 被推导成了 int decltype(10.8) x = 5.5; //x 被推导成了 double decltype(x + 100) y; //y 被推导成了 double
另一个常见的英文名词即RAII(Resource Acquisition Is Initialization):资源获取即初始化