C++的类型转换

前言

        我们都知道C++是兼容C语言的在C语言中存在两种方式的类型转换，分别是隐式类型转换和显示类型转换（强制类型转换），但是C++觉得C语言的这套东西是够好，所以在兼容C语言的基础上又搞了一套自己的关于类型转换的东西。

目录

1.C语言中的类型转换

2.C++中的类型转换

        3.1static_cast

        3.2reintrepret_cast

        3.3const_cast

        3.4dynamic_cast 

3.RTTI

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1.C语言中的类型转换

        在C语言中如果赋值运算符的左右两侧值的类型不同，或者形参与实参的类型不匹配，或者返回值类型与接受返回值类型不匹配，就会发生类型转换， C语言中存在两种方式的类型转换，分别是隐式类型转换和显示类型转换（强制类型转换）。

        1.隐式类型转换：编译器在编译的阶段自己进行，能转就转，不能转就会报错，编译失败。一般用于相近的类型

        2.显示类型转换：需要用户自己处理。

         

void Test1()
{
	int a = 10;
	double b = 2.2;
 
	//隐式类型转换
	a = b;
	cout << a;
	//显示类型转换--强制类型转换
	int* p = (int*)a;
	cout << p << endl;
}

        缺点：比较暴力，可视性不够好，所有的转换都是以一种形式书写的，难以跟踪错误的转换。 

2.C++中的类型转换

         所以C++在兼容C语言的基础之上搞出来了自己的一套东西，来对C语言做的不好的地方进行优化，但是这里只是建议使用C++自己的类型转换方式，还是兼容C语言的方式的。

        标准的C++引入了四种命名的强制类型转换符：

        static_cast,reinterpret_cast,const_cast,dynamic_cast.

        3.1static_cast

        statci_cast用于非多态的类型转换，和C语言中的隐式类型转换一样。不能用于两个不相关的类型之间的转换。

void Test2()
{
	int a = 10;
	double b = 2.3;
	a = static_cast<int>(b);//和C语言中的隐式类型转换一致
	cout << a;
}

 

        3.2reintrepret_cast

        reinterpret_cast用于两个不想关的类型之间的强制类型转换，与C语言中的强制类型转换大部分是一致的。（除了const类型等的转换）

void Test3()
{
	int a = 9;
	double* p = nullptr;
	p = reinterpret_cast<double*>(a);
	cout << p << endl;
}

 

        3.3const_cast

        const_cast最常用的方式就是删除变量的const属性，方便赋值。 

void Test4()
{
	const int c = 90;
	int* p = const_cast<int*>(&c);
	cout << *p << endl;
}

         这里有一个有意思的问题，我们可以一起来看看。

        如果将*p的值改了，c的值会变吗？

void Test4()
{
	const int c = 90;
	int* p = const_cast<int*>(&c);
	cout << *p << endl;
	//如果将*p改为10，c的值会变吗？
	(*p) = 20;
	cout <<"*p = " << *p << endl;
	cout<<"c = " << c << endl;
}

        结果是不会改变的，为什么呢？

 

        因为在变量c是const修饰的，所以理论上是不会改变的，所以编译器会对变量c进行处理，将变量c的值存储在寄存器中，虽然*p = 20,确实改变了 变量c的值，但是程序在执行的时候并没有去内存中拿C的值，而是去寄存器中拿c的值所以就会看到这样的结果，实际上是编译器的优化导致的。

        怎么解决这个问题呢？需要对变量加关键字volatile。

void Test4()
{
	// const int c = 90;
	volatile const int c = 90;
	int* p = const_cast<int*>(&c);
	cout << "c = " << c << endl;
 
	//如果将*p改为10，c的值会变吗？
	(*p) = 20;
	cout <<"*p = " << *p << endl;
	cout<<"c = " << c << endl;
}

        加上volatile后，程序会去内存中取这个变量的值。 

        3.4dynamic_cast 

        dynamic_cast用于将一个父类的指针/引用转换为子类对象的指针或者引用（动态转换）

        向上转型：子类对象的指针/引用给父类对象的指针/引用的过程（不需要转换，赋值兼容规则），也就是我们常说的切片。

        向下转型：父类对象的指针/引用给子类对象的指针/引用的过程(用dynamic_cast进行类型转换是安全的) 。

        注意：

        1.dynamic_cast只能用于父类是多态类的情况，也就是父类必须有虚函数。

        2.dynamic_cast会先检查转换是否成功如果成功则转换，失败则返回0。

        

class A
{
public:
	virtual void func()
	{}
	int _a = 10;
};
class B :public A
{
public:
	int _b = 20;
};
void Fun(A& a)
{
	B *b = (B*)&a;
	cout << b->_a << endl << b->_b << endl;
}
int main()
{
	A a1;
	B b1;
	Fun(a1);//如果没有采用dynamic_cast进行动态类型转化这里就会报错，cout打印的是随机值，因为这块空间是不允许被访问的
	//Fun(b1);
	return 0;
}

         如果没有采用dynamic_cast进行动态类型转化这里就会报错，cout打印的是随机值，因为这块空间是不允许被访问的。

class A
{
public:
	virtual void func()
	{}
	int _a = 10;
};
class B :public A
{
public:
	int _b = 20;
};
void FunDynamic(A& a)
{
	B* pb = dynamic_cast(&a);
	if (pb)//通过返回值进行判断
	{
		cout << pb->_a << endl << pb->_b << endl;
	}
	else
	{
		cout << "类型转换失败!" << endl;
	}
}
int main()
{
	A a1;
	B b1;
	FunDynamic(a1);
	FunDynamic(b1);
	return 0;
}

        dynamic_cast的原理：

        为什么dynamic只能用于父类是多态类的情况呢？这就和dynamic的实现原理有关系了，在虚表上方中有一个位置是专门表示类的类别的，dynamic_cast就是专门去这块空间中取数据判断类的类别，从而区分到底是父类对象还是子类对象，如果是父类对象就会返回0。 这就是为什么要是父类是多态类的原因。

         

3.RTTI

        RTTI：Run-time Type identification的简称 ，即运行时类型识别。

        C++通过一下方式来支持RTTI：

        1.typeid运算符

        2.dynamic_cast

        3.decltype