C/C++ 中有哪些类型转换方式？分别有什么区别？

news2024/11/17 18:51:37

在C编写C/C++代码的时候，我们经常会遇到发生类型转换的场景，比如赋值运算符的两个操作数不同、实参和形参类型不同、函数返回值类型和接收返回值的类型不同，都会发生类型转换；所以，在C语言中提供了两种类型转换 —— 隐式类型转换和显示类型转换

隐式类型转换：

隐式类型转换是隐藏的，是我们看不见的，比如下面这段代码：

double a = 1.0;
int b = a; // 发生隐式类型转换

隐式的类型转换有以下几种：

1.整形和整形之间：不同的整形之间是可以发生隐式类型转换的，比如：char，short，int，long 、long long之间（char是属于整形家族的哦！）。

2.整形和浮点型之间：整形和浮点型数据之间也具有一定的关联性，也是可以发生隐式类型转换的，比如：int 和 double，int 和 float 类型的数据……

3.整形和bool之间：因为在编程中，我们习惯用0表示假，非0表示真，所以整形和bool型的数据是可以相互转换的。

4.指针和bool之间：指针有可以分为空指针和非空指针，相当于0和非0，所以指针类型的数据也是可以和bool型之间的数据进行转换的。

显示类型转换：

显示类型转换式可以看见的，是用户显示使用的，比如下面这段代码：

int main(){
    int c = 0;
    char* pc = (char*)&c;
    return 0;
}

显示的类型转换有以下几种：

整形和指针类型之间：这两者之间可以转换是因为指针是进程地址空间中字节的编号，和整形数据之间还是具有关联性的，所以可以互相转换。

不同类型的指针变量之间：之所以可以互相转换，和上面一点是相同道理的；但是指针的类型决定了指针解引用之后，可以访问的内存地址字节数的大小（比如说，int*类型的指针解引用之后，可以访问四字节的内存空间，char*类型的指针解引用之后，只能访问1字节的内存空间；这是由指针所指向的数据的类型决定的）。有了这个点，其实所有类型的对象之间都能间接转换了，但是解引用之后所能访问的内存空间大小不一样。

C++中的强制类型转换

在C++语言中新增了四个用于强制类型转换的关键字，分别是 static_cast、 dynamic_cast, const_cast、和 reinterpret_cast，使用语法为 xxxx_cast(expression)。

相比于C语言中使用小括号()来完成强制类型转换，C++中这几个关键字的引入能更清晰的表明它要完成强制类型转换的意图，容易暴露出隐藏的问题。

其实很长一段时间以来，我对于这四种强转方式区分的不是很清晰，其中 const_cast 的功能还比较容易辨别，但是另外3种经常混作一团，所以在仔细学习后才发现，这4种强转关键字的区别就在他们的名字上，下面逐个来看一下。

static_cast

这个关键字的作用主要表现在 static 上，是一种静态的转换，在编译期就能确定的转换，可以完成C语言中的强制类型转换中的大部分工作，但需要注意的是，它不能转换掉表达式的 const、volitale 或者 _unaligned 属性。

dynamic_cast

从名字上看，这个关键字与 static_cast 的静态转换是对立的，这是一个“动态”转换函数，只能对指针和引用的进行转换，并且只用于类继承结构中基类和派生类之间指针或引用的转换，可以进行向上、向下，或者横向的转换。

相比于 static_cast 的编译时转换， dynamic_cast 的转换还会在运行时进行类型检查，转换的条件也比较苛刻，必须有继承关系的类之间才能转换，并且在基类中有虚函数才可以，有一种特殊的情况就是可以把类指针转换成 void* 类型

const_cast

在C/C++中，const限定符通常被用来限定变量，用于表示该变量的值不能被修改，这种限定可以避免程序员犯一些初级错误，但同时也造成了一些不便，比如一些已有函数要求非常量指针，但是掉用这些函数的接口函数中都传递了常量指针，这时候就要对指针类型去常量化。

但需要特别注意的是 const_cast 不能去除变量的常量性，只能用来去除指向常数对象的指针或引用的常量性，且去除常量性的对象必须为指针或引用。