C++进阶篇9---类型转换

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。

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 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);
}

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

C语言中的类型转换还是有很多坑的，强制类型转换还好，起码能看到转的是什么类型，但是隐式类型转换出的问题就很多了，比如高精度转低精度类型精度缺失，int转unsigned int可能导致死循环等等，为此C++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

C++四种命名的强制类型转换操作符

1.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，但它不能用于两个不相关的类型进行转换

int main()
{
	double d = 1.53;
	int x = static_cast<double>(d);//意义相近用static_cast
	int y = d;
	cout << x << endl;
	cout << y << endl;
	//int z = 2;
	//int* p = static_cast<int*>(z);//报错
	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

int main()
{
	int z = 2;
	int* p = reinterpret_cast<int*>(z);
	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，const_cast中的类型必须是指针/引用

void test()
{
	const int a = 2;
	int* p = const_cast<int*>(&a);
	*p = 3;
	cout << a << endl;
	cout << *p << endl;
    
    cout << &a << endl;
    cout << p << endl;
}

为什么*p和a的值不同？这其实和编译器优化有关系，因为a是const类型，不可更改，所以a被保存在寄存器中，当程序需要使用a时，直接拿寄存中的a，而不是找内存中的a，实际a的值已经被改变成了3，可以用volatile关键字，让它每次都去内存中找a

void test()
{
	volatile const int a = 2;
	int* p = const_cast<int*>(&a);
	*p = 3;
	cout << a << endl;
	cout << *p << endl;

	cout << (void*)& a << endl;
	//cout << typeid(&a).name() << endl; 
	//&a的类型(int const volatile*)，会被识别成bool类型打印，所以需要强转成指针类型打印地址
	cout << p << endl;
}

 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)

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)

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

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 = static_cast<B*>(pa);
	B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa);
	cout << "pb1:" << pb1 << endl;
	cout << "pb2:" << pb2 << endl;
}

int main()
{
	A a;
	B b;
	fun(&a);
	fun(&b);
	return 0;
}

注意

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

这里解释一下为什么dynamic_cast需要父类有虚函数，当使用 dynamic_cast 进行向下转型时，它会在运行时检查给定对象的类型信息，并验证是否可以进行转换。如果基类没有虚函数，那么无法通过动态绑定确定对象的真实类型，从而也无法确保类型转换的安全性

RTTI（了解）：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