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【C++】深究类型转换

6 人参与  2024年11月01日 10:01  分类 : 《随便一记》  评论

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一、类型转换1、C语言中的类型转换2、C++中的类型转换3、C语言类型转换的缺陷4、C++中的四种强制类型转换4.1 static_cast4.2 reinterpret_cast4.3 const_cast4.4 dynamic_cast


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。

在这里插入图片描述

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;}

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述


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(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;}

在这里插入图片描述


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