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、显式类型转换。
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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。
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显式类型转化:需要用户自己处理。
int main()
{
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);
return 0;
}
// 运行结果:
1, 1.00
8eb9f564, -1900415644C语言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。
- 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。
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。
Ⅱ. C++的强制类型转换
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_castreinterpret_castconst_castdynamic_cast
💥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。
下面我们依次来介绍每个的用法!
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 ,但不能用于两个不相关的类型进行转换,比如整形类型转化为指针类型,那是不允许的!
int main()
{
double a = 3.14;
int b = static_cast<int>(a); // 将a强制转化为int类型
int* ptr = &b;
int c = static_cast<int>(ptr); // ❌不相关类型转化不了
return 0;
}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,比如说从整形转化为指针类型都是可以的!其实就是与 static_cast 相反!
int main()
{
double a = 3.14;
int b = reinterpret_cast<int>(a); // ❌相关类型无法有效转换
int* ptr = &b;
int c = reinterpret_cast<int>(ptr); // 将指针类型转化为int类型是可以的
return 0;
}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 = 1;
int* p = const_cast<int*>(&a); // 将a赋给p之后,p是一个非const属性的变量
*p = 3;
cout << a << endl;
cout << *p << endl;
return 0;
}
// 运行结果:
1
3 这里的结果是不是有点奇怪,为什么明明修改的是指向 a 的值,但是 a 却还是 1 呢❓❓❓我们再来调试一下,会看到以下情况:
离不离谱,这到底是啥情况勒❓❓❓
其实这是因为 vs 编译器为我们做了优化,编译器认为 a 是一个常变量,所以将其放到了寄存器中去,而 p 通过类型转化指向 a,并且将值修改为了 3,但是这都是在内存级别的改动,对寄存器来说毫无影响,但其实 a 存储的地方已经被修改为了 3,只不过在寄存器中的 a 还不知道内存中已经发生了变化。此时我们又去打印 a 的时候,编译器是直接将寄存器中的 a,也就是值还为 1 的那个 a,进行了打印,就造成了现在我们看到的情况!
那么为了防止这种情况的发生,我们可以使用 volatile 关键字对 a 变量进行修饰,说明要让 a 保持内存可见性!
4、dynamic_cast💥
dynamic_cast 用于将一个父类对象的指针或引用转换为子类对象的指针或引用,这是动态转换。
- 向上转型:子类对象指针/引用 --->父类对象指针/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 --->子类对象指针/引用(用
dynamic_cast进行转型保障安全)
注意事项:
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,不能转换则返回0。
class Parent
{
public:
virtual void Print()
{
cout << "this is Parent!" << endl;
}
};
class Child : public Parent
{
public:
virtual void Print()
{
cout << "this is Child!" << endl;
}
};
void Func(Parent* ptr)
{
// static_cast不做检查,如果发生了数据越界则很危险,不推荐使用
Child* pb1 = static_cast<Child*>(ptr);
pb1->Print();
// 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
// 父转子会导致不安全,所以dynamic_cast会直接转换失败,所以下面可以有一个判空
Child* pb2 = dynamic_cast<Child*>(ptr);
if (pb2 != nullptr)
pb2->Print();
else
cout << "pb2 is nullptr" << endl;
}
int main()
{
Parent p;
Child c;
Func(&p);
Func(&c);
return 0;
}
// 运行结果:
this is Parent!
pb2 is nullptr
this is Child!
this is Child!Ⅲ. RTTI
RTTI 是 Run-time Type identifification 的简称,即运行时类型识别。在 C++ 中通过以下方式来支持 RTTI:
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typeid运算符 -
dynamic_cast运算符 -
decltype