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零、前言

本章主要学习 C++的四种类型转换

一、C 语言的类型转换

• 概念及介绍：

在 C 语言中，如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 语言中的两种形式的类型转换：

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

• 示例：

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);}

• C 风格的转换格式缺点：

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

二、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

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

• 示例：

int main(){    double d = 12.34;    int a = static_cast<int>(d);    cout<<a<<endl;    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

• 示例：

typedef void (* FUNC)();int DoSomething (int i){    cout<<"DoSomething" <<endl;    return 0;}void Test (){    //    // reinterpret_cast可以编译器以FUNC的定义方式去看待DoSomething函数    // 所以非常的BUG，下面转换函数指针的代码是不可移植的，所以不建议这样用    // C++不保证所有的函数指针都被一样的使用，所以这样用有时会产生不确定的结果    //    FUNC f = reinterpret_cast<FUNC>(DoSomething );    f();}

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

• 示例：

void Test (){    const int a = 2;    int* p = const_cast<int*>(&a);    *p = 3;    cout<<a <<endl;}

4、dynamic_cast

1. 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)

2. 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)

3. 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

• 示例：

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;}

• 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。建议：避免使用强制类型转换

5、explicit

explicit 关键字阻止经过转换构造函数进行的隐式转换的发生

• 示例：

class A{public :    explicit A (int a)    {    cout<<"A(int a)" <<endl;    }    A(const A& a)    {    cout<<"A(const A& a)" <<endl;    }private :    int _a ;};int main (){    A a1 (1);    // 隐式转换-> A tmp(1); A a2(tmp);    A a2 = 1;}

三、常见面试题

• 说说 C++4 中类型转化的应用场景

1. static_cast，命名上理解是静态类型转换

• 使用场景：

用于类层次结构中基类和派生类之间指针或引用的转换

注意: 上行转换（派生类—->基类）是安全的；下行转换（基类—->派生类）由于没有动态类型检查，所以是不安全的。

用于基本数据类型之间的转换，如把 int 转换为 char，这种带来安全性问题由程序员来保证

• 使用特点：

主要执行非多态的转换操作，用于代替 C 中通常的转换操作

隐式转换都建议使用 static_cast 进行标明和替换

2. dynamic_cast，命名上理解是动态类型转换

• 使用场景：

只有在派生类之间转换时才使用 dynamic_cast，type-id 必须是类指针，类引用或者 void

• 使用特点：

基类必须要有虚函数

对于下行转换，dynamic_cast 是安全的（当类型不一致时，转换过来的是空指针），而 static_cast 是不安全的（当类型不一致时，转换过来的是错误意义的指针，可能造成踩内存，非法访问等各种问题）

3. const_cast，字面上理解就是去 const 属性

• 使用场景：

常量指针转换为非常量指针，并且仍然指向原来的对象

常量引用被转换为非常量引用，并且仍然指向原来的对象

• 使用特点：

cosnt_cast 是四种类型转换符中唯一可以对常量进行操作的转换符

去除常量性是一个危险的动作，尽量避免使用

4. reinterpreter_cast，仅仅重新解释类型，但没有进行二进制的转换

• 使用场景：

不到万不得已，不用使用这个转换符，高危操作

• 使用特点：

reinterpret_cast 可以将整型转换为指针，也可以把指针转换为数组

reinterpret_cast 可以在指针和引用里进行肆无忌惮的转换

• 总结：

1. 去 const 属性用 const_cast

2. 基本类型转换用 static_cast

3. 多态类之间的类型转换用 daynamic_cast

4. 不同类型的指针类型转换用 reinterpreter_cast