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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: static_cast、reinterpret_cast、const_cast、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() { 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() { 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 //int *p = static_cast<int*>(a); int* p = reinterpret_cast<int*>(a); cout << p << endl; 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); cout << *p << endl; *p = 3; cout << a << endl; cout << *p << endl; }
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
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
4. RTTI(了解)
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
class Base {}; class Derived : public Base {}; int main() { Base b; Derived d; std::cout << "Type of b: " << typeid(b).name() << std::endl; std::cout << "Type of d: " << typeid(d).name() << std::endl; Base* pb = &d; std::cout << "Type of pb (pointing to Derived): " << typeid(*pb).name() << std::endl; return 0; }
2. dynamic_cast运算符
3. decltype
int main() { int x = 5; decltype(x) y = 10; // y 的类型为 int std::vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 }; decltype(vec[0]) z = vec.front(); // z 的类型为 int std::cout << "y: " << y << ", z: " << z << std::endl; return 0; }
5. 常见面试题
1. C++中的4中类型转化分别是:_static_cast________、___reinterpret_cast______、__const_cast_______、___dynamic_cast______
2. 说说4中类型转化的应用场景。
1.
static_cast
- 应用场景:用于明确的、编译时可检查的类型转换,如基类和子类间的安全上行转换、基本数据类型间的转换、
void*
到其他类型指针的转换。2.
reinterpret_cast
- 应用场景:用于低级别的、危险的类型转换,如指针与整数间的转换、不相关类型指针间的转换,通常用于底层内存操作或特定硬件接口。
3.
const_cast
- 应用场景:用于去除或添加
const
(或volatile
)限定符,以便修改原本不可变的对象或确保对象不被修改。4.
dynamic_cast
- 应用场景:用于运行时类型识别和安全向下转换,仅适用于具有虚函数的类体系中的指针或引用转换,若转换失败则返回
nullptr
(指针)或抛出异常(引用,但通常避免)。