文章目录
- 前言
- 一、C语言中的类型转换
- 二、为什么C++会有四种类型转换？
- 内置类型 -> 自定义类型
- 自定义类型 -> 内置类型
- 自定义类型 -> 自定义类型
- 隐式类型转换的坑
- 三、C++强制类型转换
- static_cast
- reinterpret_cast
- const_cast
- dynamic_cast
- 四、RTTI
- 总结
前言
Hello，学完这个，再看看 IO 流，我们的C++学习之路可能真的要结束了~
一、C语言中的类型转换
在学习C++之前，不妨我们先看看C的类型转换的机制：
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(整型之间 整型浮点数之间) 和 显式类型转换(指针之间 整型指针之间)
没有关联的类型不支持转换
- 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。
- 显式类型转化：需要用户自己处理。
#include<iostream>
using namespace std;
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("%p, %d\n", p, address);
// “类型强制转换”: 无法从“int *”转换为“double”
// double x = (double)p;// 没有关联的类型不支持转换
return 0;
}
二、为什么C++会有四种类型转换？
C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
C++除了兼容C的转换用法之外还有三种转换方式：内置类型 -> 自定义类型 ；自定义类型 -> 内置类型 ； 自定义类型 -> 自定义类型
内置类型 -> 自定义类型
内置类型转换为自定义类型通过 隐式类型转换 + 对应的构造函数 就能够实现
class A
{
public:
A(int a1)
:_a1(a1)
{}
A(int a1, int a2)
:_a1(a1)
,_a2(a2)
{}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
int main()
{
// 内置类型 -> 自定义类型
A aa1 = 1;// 单参数隐式类型转换
A aa2 = { 1,2 };// 多参数隐式类型转换，使用{}
// A aa3 = { 1,2,3 };// 没有实现3个参数的构造函数或者initializer_list，就不能隐式类型转换
return 0;
}
自定义类型 -> 内置类型
自定义类型转化为内置类型，直接写不支持，需要写重载函数
class A
{
public:
A(int a1)
:_a1(a1)
{}
// 自定义类 -> 内置类型 重载函数
operator int()
{
return _a1 + _a2;
}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
int main()
{
// 内置类型 -> 自定义类型
A aa1 = 1;
// 自定义类型 -> 内置类型 直接写不支持，需要重载
int x = aa1;
cout << x << endl;
return 0;
}
自定义类型 -> 自定义类型
自定义类型转换为自定义类型，直接写不支持，需要加拷贝构造
class A
{
public:
A(int a1)
:_a1(a1)
{}
// 成员变量私有，类外不能获取，const对象需要加const
int get() const
{
return _a1;
}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
class B
{
public:
B(const A& aa)
:_b1(aa.get())
{}
private:
int _b1;
};
int main()
{
// 内置类型 -> 自定义类型
A aa1 = 1;
// 自定义类型 -> 自定义类型 直接写不支持，需要加拷贝构造
B bb = aa1;
return 0;
}
隐式类型转换的坑
// 隐式类型转换的坑
void Insert(size_t pos)
{
int end = 10;
while (end >= pos)
{
cout << end << endl;
--end;
}
}
int main()
{
Insert(5);
// 插入0就有坑，-1转换为无符号整数为最大值
Insert(0);
return 0;
}
三、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
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
一样的，但它不能用于两个不相关的类型进行转换
int main()
{
int i = 1;
// 隐式类型转换 : static_cast
double d = static_cast<double>(i);
cout << d << endl;
// 强制类型转换
int* p = &i;
//int address = static_cast<int>(p);
//printf("%p %d\n", p, address);
return 0;
}
class A
{
public:
A(int a1)
:_a1(a1)
{}
private:
int _a1 = 1;
int _a2 = 1;
};
int main()
{
// 隐式类型转换，使用static
A aa1 = 1;
A aa2 = static_cast<int>(1);
return 0;
}
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(强制类型转换)
int main()
{
int i = 1;
// 强制类型转换 : reinterpret_cast
int* p = &i;
int address = reinterpret_cast<int>(p);
printf("%p %d\n", p, address);
return 0;
}
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 i = 1;// 存放到寄存器中
int* ptr = (int*)&i;
(*ptr)++;
cout << *ptr << endl;
cout << i << endl;
return 0;
}
我们能够看到一个很奇怪的现象，我们将 i 地址处的数据++，该地址处的值修改了，但是 i 的值却没有修改，这是为什么呢？
实际是在C++程序中，使用 const 修饰的变量是存放在寄存器中的，最终打印该值是直接打印寄存器存储的值
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(用dynamic_cast转型是安全的)
- 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0。
class A
{
public:
virtual void f(){}
int _a1 = 1;
};
class B : public A
{
public:
int _b1 = 1;
};
void func(A* pa)
{
// 不差别转换，存在风险
// 传A对象的地址，没有_b1成员，修改_b1成员则程序崩溃
B* pb = (B*)pa;
cout << pb << endl;
pb->_b1++;
}
int main()
{
A a;
B b;
func(&a);
func(&b);
return 0;
}
class A
{
public:
virtual void f(){}
int _a1 = 1;
};
class B : public A
{
public:
int _b1 = 1;
};
// 使用dynamic_cast，父类必须有虚函数
void func(A* pa)
{
// pa指向a对象，转换成功
// pa指向b对象，转换失败，返回nullptr
B* pb = dynamic_cast<B*>(pa);
if (pb)
{
cout << pb << endl;
pb->_b1++;
}
else
{
cout << "转换失败" << endl;
}
}
int main()
{
A a;
B b;
func(&a);
func(&b);
return 0;
}
四、RTTI
RTTI：Run-time Type identification的简称，即：运行时类型识别。
C++通过以下方式来支持RTTI：
1. typeid运算符
2. dynamic_cast运算符
3. decltype
总结
芜湖，马上就要迎来最后一节了！
