一文詳解C++中的類型轉化

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1. C語言中的類型轉換

在C語言中，如果賦值運算符左右兩側類型不同，或者形參與實參類型不匹配，或者返回值類型與接收返回值類型不一致時，就需要發生類型轉化，C語言中總共有兩種形式的類型轉換：隱式類型轉換和顯式類型轉換。

1. 隱式類型轉化：編譯器在編譯階段自動進行，能轉就轉，不能轉就編譯失敗

2. 顯式類型轉化：需要用戶自己處理

舉個例子：

int main()
{
    double i = 4.2;
    //隱式類型轉化
    int a = i;
 
    //顯示的強制類型轉換
    int b = (int)i;
    int*p=&a；
    int d=(int)p;
 
    cout << i << endl;
    cout << b << endl;
    cout << a << endl;
    cout << d << endl;
}

那為什麼還要出現C++中的類型轉換呢？

因為C語言中的隱式類型轉換會帶來很多問題：

比如：

int main()
{
    int i = 0;
    size_t size = 5;
    while (size >= i)
    {
        size--;
    }
}

size是無符號整型，i是int，在操作符兩端的類型就會發生整型提升，導致size永遠大於0，造成死循環。所以C++出瞭一套類型轉化的規范寫法。

隱式類型轉化有些情況下可能會出問題：比如數據精度丟失

顯式類型轉換將所有情況混合在一起，代碼不夠清晰

因此C++提出瞭自己的類型轉化風格，註意因為C++要兼容C語言，所以C++中還可以使用C語言的轉化風格。

2. C++強制類型轉換

static_cast，reinterpret_cast，const_cast，dynamic_cast，這是c++規范的四種類型轉化。

1. static_cast

2.reinterpret_cast

3.const_cast

我們來看一個例子：

int main()
{
    const int a = 2;
    int* p = const_cast<int*>(&a);//去掉const屬性
    *p = 5;
    cout << a << endl;
    cout << *p << endl;
    return 0;
}

大傢可以猜一下結果是什麼？

可能有人會想，這不是改變瞭嗎？為什麼還是2呢？

原因是：在編譯時，因為是const修飾（不會修改），所以就會把a的值放入寄存器中，通過*p來改變的是內存中的a的值，但是a在寄存器中的值沒有改變，依舊是2，所以打印時就是2。為瞭防止這種優化行為的發生，就會在a的前面加：volatile const int a=2;（表明瞭a的值會改變，不要放在寄存器中），所以每次去取a的值就會到內存中去取。（保持內存可見性）

就因為const_cast會導致這種危險行為的發生，所以C++就會把const_cast這個類型轉化單獨拿出來，但用的時候很危險！

可以看出，const_cast取消瞭const屬性。  

4.dynamic_cast

這種類型轉化是專門來針對父類和子類指針之間的相互轉化的：

dynamic_cast用於將一個父類對象的指針/引用轉換為子類對象的指針或引用 (動態轉換)

向上轉型：子類對象指針/引用->父類指針/引用(不需要轉換，賦值兼容規則，天然的一種行為)

向下轉型：父類對象指針/引用->子類指針/引用(用dynamic_cast轉型是安全的)

註意：

1. dynamic_cast隻能用於父類含有虛函數的類

2.dynamic_cast會先檢查是否能轉換成功，能成功則轉換，不能則返回0

如果我們不使用dynamic_cast來進行向下轉型（父類轉化為子類），那就會發生越界的情況：

class A
{
public:
    virtual void f() {}
 
    int _a = 0;
};
 
class B : public A
{
public:
    int _b = 0;
};
 
 
//C語言中的強轉
//void Func(A* ptr)
//{
//    // 直接轉換是不安全的
//    B* bptr = (B*)ptr; //父類轉子類
//    cout << bptr << endl;
//
//    bptr->_a++;
//    bptr->_b++; //發生越界
//
//    cout << bptr->_a << endl;
//    cout << bptr->_b << endl;
//}
 
 
void Func(A* ptr)
{
    // C++規范的dynamic_cast是安全的
    // 如果ptr是指向父類，則轉換失敗，返回空
    // 如果ptr是指向子類，則轉換成功
    B* bptr = dynamic_cast<B*>(ptr);
    cout << bptr << endl;
 
    if (bptr)
    {
        bptr->_a++;
        bptr->_b++;
 
        cout << bptr->_a << endl;
        cout << bptr->_b << endl;
    }
}
 
int main()
{
    A aa;
    B bb;
    Func(&aa);
    Func(&bb);
 
    return 0;
}

總結

這就是C++中的四種類型轉化，但是強制類型轉換關閉或掛起瞭正常的類型檢查，每次使用強制類型轉換前，程序員應該仔細考慮是否還有其他不同的方法達到同一目的，如果非強制類型轉換不可，則應限制強制轉換值的作用域，以減少發生錯誤的機會。 強烈建議：避免使用強制類型轉換

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