C++: 类型转换
C++: 类型转换
- (一)C语言中的类型转换
- volatile关键字 修饰const变量
- (二)C++四种强制类型转换
- 1. static_cast
- 2. reinterpret_cast
- 3. const_cast
- 4. dynamic_cast
- 总结
- (三)RTTI
(一)C语言中的类型转换
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 和 显式类型转换
。
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
隐式类型转化只有类型相近的时候才会发生,比如 int 和 double,而指针和 int之间则需要显示类型转化。
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("%x, %d\n", p, address);return 0;
}
缺陷:
- 转换的可视性比较差,所有的转换形式都是以一种相同形式书写,难以跟踪错误的转换
volatile关键字 修饰const变量
如下代码中,对const变量的值进行修改
int main()
{const int n = 10;// 转换有安全隐患的int* p = (int*)&n;(*p)++;//n = 11;cout << n << endl;cout << *p << endl;cout << p << endl;return 0;
}
可以看到我们对const变量n 的值进行了修改,但是我们访问n的时候发现它的值却是不变的。
为什么没有达到我们预期的结果呢??
我们从汇编的角度可以看到,编译器对const变量n
直接用10进行了替换,并没有实际访问变量n的内存,因此我们访问n的时候它的值依然是10.
那么我们如何达到我们预期的效果呢?即编译器能对const修饰的变量访问它的内存
十分简单,只需要在const变量前加上volatile即可
int main()
{// volatile 修饰的变量,每次都要去内存取volatile const int n = 10;//n = 11;// 转换有安全隐患的int* p = (int*)&n;(*p)++;cout << n << endl;cout << *p << endl;cout << p << endl;return 0;
}
运行结果如下:
(二)C++四种强制类型转换
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
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。
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)通俗点说就是相近类型之间的转换
,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 = 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。通俗点说就是用于两个不相关类型之间的转换
。
int main()
{int a = 10;// 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);return 0;
}
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
int main()
{volatile const int a = 2;int* p = const_cast<int*>(&a);*p = 3;cout << a << endl;return 0;
}
注意volatile
关键字的使用。
4. dynamic_cast
dynamic_cast用于将一个父类对象的指针(或引用)转换为子类对象的指针(或引用)
向上转型和向下转型:
- 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)
就是切割/切片,语法支持。 - 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:
- 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
若pa指向子类对象B,则转换成功,正常返回地址,若pa指向父类对象A,则转换
失败,返回空指针
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 = (B*)(pa); //不安全B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa);cout << "pb1:" << pb1 << endl;cout << "pb2:" << pb2 << endl;cout << "----------------" << endl;
}
int main()
{A a;fun(&a);B b;fun(&b);return 0;}
B* pb1 = (B*)(pa); //不安全
为什么这样转换是不安全的??
因为当pa指向的是父类的对象时,该转换依然会有地址返回,这样是不安全的。
dynamic_cast只能用于含有虚函数的类,因为运行时类型检查需要运行时的类型信息,而这个信息是存储在虚函数表中的,只有定义了虚函数的类才有虚函数表。
总结
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。强烈建议:避免使用强制类型转换
(三)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:
typeid运算符
: 在运行时识别出一个对象的类型。dynamic_cast
:在运行时识别出一个父类的指针(或引用)指向的是父类对象还是子类对象。decltype
:在运行时推演出一个表达式或函数返回值的类型。
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