c++类型转换

1. C语言的类型转换

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。

1. 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
2. 显式类型转化：需要用户自己处理

void test1()
{
	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);
}

2. C++强制类型转换

C风格的转换虽然简单，但是

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

因此C++提出了自己的类型转换风格，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

2.1 static_cast

• 使用方式：static_cast<type>(expression)
• 作用：用于基本的非多态类型转换，比如将 float 转换为 int，或者在类层次结构中进行向上转型（从派生类指针转换为基类指针）。
• 特点：编译时检查，不进行运行时检查。

double d = 12.34;
int a = static_cast<int>(d);
cout << a << endl;				// 相近的类型，会隐式类型转换是ok的
// int* b = static_cast<int*>(d);	// 这样，不相近的类型会报错

2.2 reinterpret_cast

• 使用方式：reinterpret_cast<type>(expression)
• 作用：用于将任何指针转换为任何其他指针类型，或者将指针转换为足够大的整数类型，反之亦然。
• 特点：不进行任何检查，非常危险，可能导致未定义行为。

int d = 12;
int* b = reinterpret_cast<int*>(d);	
cout << b << endl;

2.3 const_cast

• 使用方式：const_cast<type>(expression)，type必须是指针或者引用
• 作用：用于移除 const 属性。
• 特点：不改变表达式的值类型，只改变其值类别。

const int a = 2;
int* p = const_cast< int*>(&a );
*p = 3;
printf("%p, %p\n", &a, p);
printf("%d, %d\n", a, *p);

在vs2022下，虽然p和&a的地址一样，但是值却不一样，因为编译器优化，将a看成了常量，后面用到a的位置相当于直接替换
想要让a是3，可以加上

volatile const int a = 2;

2.4 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)

• 使用方式：dynamic_cast<type>(expression)
• 作用：用于类层次结构中的向下转型（从基类指针转换为派生类指针），要求至少有一个类是多态的（即至少有一个虚函数）。
• 特点：运行时检查，如果转换失败，返回空指针（对于指针类型）或抛出异常（对于引用类型）。

---

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)

class A
{
public:
	virtual void f() {}
};
class B : public A
{};

void test4()
{
	A a;
	B b;
	// 父类对象引用子类对象。进行切片，没有进行隐式类型转换
	A& ra = b;
	// ===============================
	double d = 1.1;
	// 进行了隐式类型转换，中间产生了一个临时变量，临时变量具有常性，所以这行会报错
	// int& r2 = d;			// error
	const int& r2 = d;		// ok
}

向下转型：父类对象指针/引用->子类指针/引用，需要进行转换

class A
{
public:
	virtual void f() {}
	int _a = 0;
};
class B : public A
{	
public:
	int _b = 0;
};

void fun(A* pa)
{
	B* pb1 = static_cast<B*>(pa);
	pb1->_a++;
	pb1->_b++;
}

void test5()
{
	A a;
	B b;
	fun(&a);
	fun(&b);
}

如果使用强制类型转换或者static_cast的话，虽然可能不会报错，但是pa所指向的a对象已经访问并修改了不属于他的成员_b，访问了非法的内存，有可能会出错，这是不安全的

---

可以使用dynamic_cast，相比于强转是安全的

注意：

1. dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类
2. 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

void fun(A* pa)
{
	B* pb1 = dynamic_cast<B*>(pa);
	if (pb1) {
		cout << "转换成功" << endl;
		pb1->_a++;
		pb1->_b++;
	}
	else {
		cout << "转换失败" << endl;
	}
}

3. 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