【C++的类型转换】

【知识预告】

1. C语言中的类型转换
2. C++强制类型转换
3. 为什么需要强制类型转换
4. RTTI

1 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。

2 为什么C++需要四种类型转换

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。

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。

3 C++强制类型转换

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：

1. static_cast
2. reinterpret_cast
3. const_cast
4. dynamic_cast

3.1 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()
{
	// 相近类型用static_cast->意义相似的类型
	double d = 12.34;
	int a = static_cast<int>(d);
	cout << a << endl;

	return 0;
}

3.2 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()
{
	// 相近类型用static_cast->意义相似的类型
	double d = 12.34;
	int a = static_cast<int>(d);
	cout << a << endl;

	// 这里使用static_cast会报错，应该使用reinterpret_cast
	// 有一定的关联，但是意义不相似的的类型用reinterpret_cast 
	int* ptr = reinterpret_cast<int*>(a);

	return 0;
}

3.3 const_cast

const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性，方便赋值。

void Test()
{
	const int a = 2;
	int* p = const_cast<int*>(&a);
	*p = 3;

	// 这是编译器优化的结果，虽然我把a的值改了
	// 但是，编译器把a当成常量，在预编译阶段就处理了
	// 没有去 内存或是寄存器取值

	cout << a << endl;     // 2
	cout << *p << endl;    // 3

	cout << &a << endl;   // 0076F89C
	cout << p << endl;    // 0076F89C
}

void Test()
{
	// 加一个volatile，破除编译器的优化
	volatile const int a = 2;
	int* p = const_cast<int*>(&a);
	*p = 3;

	cout << a << endl;     // 3
	cout << *p << endl;    // 3

	// 编译器的bug，&a是1
	cout << &a << endl;   // 1

	// 这个时候得用printf去打印
	printf("%p\n", &a);   // 0076F89C
	cout << p << endl;    // 0076F89C

	char ch = 'x';
	cout << &ch << endl;   // 又是bug，x烫烫烫烫鼄
	cout << (void*) & ch << endl;  // 005FFB2B
}

3.4 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

子类给父类是天然的，切片操作，没有转换

int main()
{
	A obja;
	B objb;

	// 这个过程没有转化，是切片，天然的
	obja = objb;

	A& ra = objb;  // 没有转换

	// 如果有转换，中间会产生临时变量
	// 临时变量具有常性，必须加const
	double d = 1.1;
	// 得加const，不然报错
	const int& i = d;

	return 0;
}

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

	int _a = 0;
};

class B : public A
{

public:
	int _b = 1;
};

void fun(A* pa)
{
	// 向下转换：直接转换是不安全的
	// 如果pa是指向父类A对象，存在越界问题
	B* ptr = (B*)pa;
	ptr->_a++;
	ptr->_b++;
}

int main()
{
	// 向下转换规则：父类对象不能转换成子类对象
	// 但是父类指针和引用可以转换子类指针和引用
	A a;
	B b;
	fun(&a);
	fun(&b);

	return 0;
}

不安全怎么办了 --> 使用dynamic_cast可以帮忙检查一下 (脱裤子放屁，直接不转换不就行了？)

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

	int _a = 0;
};

class B : public A
{

public:
	int _b = 1;
};

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

int main()
{
	// 向下转换规则：父类对象不能转换成子类对象
	// 但是父类指针和引用可以转换子类指针和引用
	A a;
	B b;
	fun(&a);
	fun(&b);

	return 0;
}

4 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