【C++】类型转换

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c语音的类型转换

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。

void Test ()
{
     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);
}

C风格的转换格式很简单，但是有不少缺点的：

1. 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
2. 显式类型转换将所有情况混合在一起，代码不够清晰

c++的类型转换

C++ 中有四种类型转换运算符，用于安全、明确地进行不同类型之间的转换。它们分别是：

1. static_cast
   用于大多数显式转换，适合进行普通的类型转换（如基本数据类型转换、类层次结构中的上行转换）。编译时检查转换是否合理。

   int i = 10;
   double d = static_cast<double>(i); // int 转 double

2. dynamic_cast
   用于将基类指针或引用安全地转换为派生类类型，只能在多态类（包含虚函数的类）之间转换。转换失败时返回 nullptr（指针）或抛出异常（引用）。

   Base* basePtr = new Derived();
   Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr); // 安全转换，失败时返回 nullptr
	
   Base* basePtr = new Based();
   Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr); // 失败转换，返回 nullptr

3. const_cast
   用于添加或移除变量的 const 或 volatile 属性，但不能用于改变类型。通常用于需要传递 const 修饰符的参数。

   const int x = 42;
   int& y = const_cast<int&>(x); // 移除 const 限定符

4. reinterpret_cast
   用于任意指针类型之间的转换，提供低级别的位模式转换。通常在特定情况下使用，可能带来安全隐患。

   int i = 65;
   char* c = reinterpret_cast<char*>(&i); // 将 int* 转换为 char*

   Base* basePtr = new Based();
   Derived* derivedPtr = reinterpret_cast<Derived*>(basePtr); // 成功转换，有安全隐患

这四种转换方式提供了强类型检查的转换机制，分别适用于不同场景，避免了 C 风格转换的隐患。

RTTI

RTTI（Run-Time Type Information）是 C++ 中的一项机制，允许程序在运行时获取对象的类型信息。RTTI 使得你可以查询对象的动态类型（即对象在运行时的实际类型），并在多态的情况下执行类型转换。

1. 类型识别
   RTTI 允许你在运行时检查对象的实际类型，特别是在使用基类指针或引用时。通过 typeid 操作符，可以获取对象的类型信息。

   class Base {
   public:
       virtual ~Base() {}  // 有虚函数的基类，启用RTTI
   };
   
   class Derived : public Base {};
   
   Base* basePtr = new Derived();
   std::cout << typeid(*basePtr).name() << std::endl;  // 输出 Derived 类型的名称
   

2. typeid 操作符
   typeid 用于获取对象的类型信息。它返回一个 std::type_info 对象，可以用于比较类型或获取类型的名字。

   Base* basePtr = new Derived();
   if (typeid(*basePtr) == typeid(Derived)) {
       std::cout << "It is a Derived object." << std::endl;
   }
   

3. 动态类型转换 (dynamic_cast)
   dynamic_cast 在多态情况下提供安全的转换，特别是将基类指针或引用转换为派生类指针或引用。若转换失败，dynamic_cast 会返回 nullptr（对于指针）或者抛出 std::bad_cast 异常（对于引用）。这种机制依赖于 RTTI。

   Base* basePtr = new Derived();
   Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr);
   if (derivedPtr) {
       // 安全转换成功
   }
   

启用 RTTI
RTTI 需要类中至少有一个虚函数来启用。在 C++ 中，虚函数表（vtable）与 RTTI 密切相关，因此只有包含虚函数的类才能启用 RTTI。编译器通过生成虚函数表来实现动态绑定和类型信息的存储。

禁用 RTTI
某些情况下，程序员可能会选择禁用 RTTI，以减少代码的大小或提升性能。在 GCC 和 Clang 编译器中，可以通过 -fno-rtti 标志来禁用 RTTI。禁用 RTTI 后，你将无法使用 typeid、dynamic_cast 等功能。

decltype

decltype是c++11新增，有人说他也是RTTI，这不对。

decltype 不属于 RTTI 的一部分。因为 decltype 是在 编译时 确定类型，而 RTTI 是用于 运行时 类型识别。RTTI 依赖于虚函数机制和 typeid、dynamic_cast 等关键字来在程序运行时确定对象的实际类型，而 decltype 不需要这些机制，完全在编译期完成类型推导。

可以记住这样一个区别：

• RTTI：用于运行时的类型检查和转换，例如在多态层次中用 dynamic_cast 进行类型安全的指针转换。
• decltype：编译时的类型推导，与运行时无关，主要是让编译器在代码生成阶段推导出表达式的类型。