本专栏目的
- 更新C/C++的基础语法，包括C++的一些新特性
前言
- 通过前面几节课，我们学习了抽象、封装、继承、多态、异常等概念，这一篇我们将继续学习C++的类型转换，和C语言还有很大区别的；
- 在本节课最后，也简要说了一下在计算机视角上看类型是什么样子的；
- C语言后面也会继续更新知识点，如内联汇编；
- 欢迎收藏 + 关注，本人将会持续更新。
文章目录
- 类型转换
- 问题抛出(C语言的缺陷)
- static_cast
- reinterpret_cast
- const_cast
- dynamic_cast
- 小结与类型转换本质简说
类型转换
问题抛出(C语言的缺陷)
📝 首先先回忆一下C++中的类型转换，再C语言中，类型转换很简单，只需要再需要修改类型的地方前添加(datatype)，datatype为要转换的类型 ，但是这样其实是很不严谨的，我们来看一下这样一个案例==(C语言中)==：
#include <stdio.h>
int main()
{
const int a = 10;
const int* p = &a;
int* pp = (int*)p;
*pp = 20;
printf("%d %d %d\n", a, *p, *pp);
}
📤 输出：
20 20 20
这个时候我们来分析一下，变量a是一个const修饰的变量，我们也声明了一个指针常量p，指向变量a的地址，这个时候我们通过强制转换，强制转换成==int*==类型，将指针p转换成普通指针pp，这个时候通过指针pp修改变量a的值，然后输出，通过输出发现，将常量a修改成功了，这显然不符合常理，💁♂💁♂💁♂，注意：这个时候如果用CPP文件去运训，会得到以下结果：
10 20 20
这是因为C++他做了优化，会将a变量再只读区域储存一份，这个可以参考之前的博客： C/C++的不同
所以，C++为了规范C中的类型转换，加强类型转换的可视性，引入了四种强制类型转换操作符：
- static_cast：
- reinterpret_cast：
- const_cast：
- dynamic_cast：
下面我们分别来学习这几个类型转换。
static_cast
static_cast(expression)，该运算符把expression转换为type-id类型
static_cast关键字是再编译阶段完成的，不提供动态类型检查，所以再我们写的时候就需要经量保证这个类型之间是可以转换的，防止出现上行转换这样的，当然现在很多编译器都有自己的检查机制，会自动帮我们检查，如vs，但是linux上编程是不会的。
🌾 应用：编译器隐式执行任何类型转换都可由static_cast显示完成，编译器隐式：编译器再编译的时候自动帮我们操作，所以我们需要保证再写的时候需要保证可以转换，这个就得看经验积累了，常用如下：
-
⚾️ 基本类型转换
double score = 59.5; int nScore = static_cast<int>(score); -
⚡️ void指针和其他类型指针之间的转换
void* p = new int(20); int* pi = static_cast<int*>(p); void* pc = static_cast<void*>(pi); //这里可以隐式转换，可以省略static_cast delete p; -
🅿️ 用于基类派生类之间指针、引用的转换
class Base { public: virtual void show() { std::cout << "Base " << std::endl; } }; class Derive :public Base { char* name = nullptr; public: Derive() { name = new char[5]{ "玩蛇" }; } ~Derive() { delete name; } void print() { std::cout << "Derive " << name << std::endl; } };- 🆙 **上行转换：**把派生类指针、引用转为基类的指针、引用（可以自动隐式转换）
//指针 Derive* derive = new Derive; Base* base = static_cast<Derive*>(derive); // 转换成基类 //引用 Derive& refDerive = *derive; Base& refBase = static_cast<Base&>(refDerive); // 转换成基类 delete derive;- ⏬ **下行转换：**把基类指针、引用转为派生类的指针、引用（必须强制静态转换）
Base* base = new Base; Derive* derive = static_cast<Derive*>(base); derive->print(); delete base;⚠️ **注意：**下行转换使用
static_cast不安全，请使用dynamic_cast（不安全：因为不知道基类的指针，到底是不是指向的要转换的派生类对象，如果不是，访问数据成员会有错误）
reinterpret_cast
这个可以用于：任意指针之间的转换，不安全，不推荐使用，了解即可。
主要用于以下六种情况：
-
任意类型指针之间的转换
int* p = nullptr; char* pc = reinterpret_cast<char*>(p); -
指针转整型，整型转指针
int* p = nullptr; uint64_t a = reinterpret_cast<uint64_t>(p); //x64 指针是8个字节，所以要用uint64_t保存，否则可能会丢失数据 double* pd = reinterpret_cast<double*>(a); -
函数指针也可以转换
uint64_t funMax = reinterpret_cast<uint64_t>(_max); cout<<reinterpret_cast<int(*)(int, int)>(funMax)(2, 3); int _max(int a, int b) { return a > b ? a : b; } -
一个官方案例
int arr[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << arr+i <<" " <<hex<< ::hash(arr+i) << endl;; } uint32_t _hash(void* p) { uint64_t val = reinterpret_cast<uint64_t>(p); return val ^ (val >> 32); }
const_cast
const_cast用来移除类型的const属性，所以，const_cast 中的类型必须是指针、引用或指向对象类型成员的指针（引用的本质也是常量指针).
-
const指针、引用不能直接赋值给非const的对象，需要去掉const之后再赋值
const char* name = "hello"; char* pname = const_cast<char*>(name); // 转化成非const类型 const int& refA = 8; int& refB = const_cast<int&>(refA); -
可以在类的const函数里面修改成员变量
class Integer { private: int number; public: Integer(int number = 0) :number(number) { } operator int()const // const：说明里面的不允许有变量发送改变 { const_cast<int&>(number)++; //必须去掉const才能修改 const_cast<Integer*>(this)->number++; return number; } }; Integer num = 10; int n = num; //11
dynamic_cast
dynamic_cast用于有继承关系的多态类（基类必须有虚函数）的指针或引用之间的转换，即，父子类之间的转换，且安全。
- 通过dynamic_cast，将派生类指针转换为基类指针（上行转换），这个操作与static_cast的效果是一样的。
- 通过dynamic_cast，将基类指针转换为派生类指针（下行转换），dynamic_cast具有类型检查的功能，比static_cast更安全（如果转换的是指针，失败时会返回空指针；如果转换的是引用，会抛出std::bad_cast异常）
🙈 使用场景：
-
指针转换，转换失败返回nullptr，更安全
Animal* dog = new Dog; dog->cry(); //转成实际的类型 Dog* d = dynamic_cast<Dog*>(dog); if (!d) std::cout << "dog is not Dog" << std::endl; d->cry(); //尝试转成其他子类,失败返回nullptr Cat* cat = dynamic_cast<Cat*>(dog); // 子转化成父 if (!cat) std::cout << "dog is not Cat"; else cat->cry(); -
转换引用，转换失败抛异常std::bad_cast，更安全
Animal& refA = *dog; //转成实际的类型 Dog& refD = dynamic_cast<Dog&>(refA); // 父转化成子 refD.cry(); //尝试转成其他子类,失败抛异常 Cat& refC = dynamic_cast<Cat&>(refA); refC.cry();
小结与类型转换本质简说
- static_cast：最常用，用于普通类型转换
- reinterpret_cast：任意指针之间转换，不推荐使用
- const_cast：用去去掉const属性
- dynamic_cast：主要用于基类与派生类之间的转换
👀👀👀 其实再计算机内部，他是没有类型这一概念的，汇编也没有类型这一概念，类型是高级语言自己抽象出来的，类型转换就是告诉编译器这个变量属于什么类型，这样再转化成汇编的时候就可以调用不同类型的汇编指令了，当然还有很多要注意的，比如说：无符号与有符号之间的转换，-1类型转换如果从位的角度来看，转化成1，就不单单只是加个负号这么简单了，这个本人会更新后面会更新《深入理解计算机系统》这本书学习笔记，到时候会有详细的讲解🔈。
