一文详解C++中的类型转化

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

举个例子：

int main()
{
    double i = 4.2;
    //隐式类型转化
    int a = i;
 
    //显示的强制类型转换
    int b = (int)i;
    int*p=&a；
    int d=(int)p;
 
    cout << i << endl;
    cout << b << endl;
    cout << a << endl;
    cout << d << endl;
}

那为什么还要出现C++中的类型转换呢？

因为C语言中的隐式类型转换会带来很多问题：

比如：

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

size是无符号整型，i是int，在操作符两端的类型就会发生整型提升，导致size永远大于0，造成死循环。所以C++出了一套类型转化的规范写法。

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

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。

2. C++强制类型转换

static_cast，reinterpret_cast，const_cast，dynamic_cast，这是c++规范的四种类型转化。

1. static_cast

2.reinterpret_cast

3.const_cast

我们来看一个例子：

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

大家可以猜一下结果是什么？

可能有人会想，这不是改变了吗？为什么还是2呢？

原因是：在编译时，因为是const修饰（不会修改），所以就会把a的值放入寄存器中，通过*p来改变的是内存中的a的值，但是a在寄存器中的值没有改变，依旧是2，所以打印时就是2。为了防止这种优化行为的发生，就会在a的前面加：volatile const int a=2;（表明了a的值会改变，不要放在寄存器中），所以每次去取a的值就会到内存中去取。（保持内存可见性）

就因为const_cast会导致这种危险行为的发生，所以C++就会把const_cast这个类型转化单独拿出来，但用的时候很危险！

可以看出，const_cast取消了const属性。  

4.dynamic_cast

这种类型转化是专门来针对父类和子类指针之间的相互转化的：

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，天然的一种行为)

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

如果我们不使用dynamic_cast来进行向下转型（父类转化为子类），那就会发生越界的情况：

class A
{
public:
    virtual void f() {}
 
    int _a = 0;
};
 
class B : public A
{
public:
    int _b = 0;
};
 
 
//C语言中的强转
//void Func(A* ptr)
//{
//    // 直接转换是不安全的
//    B* bptr = (B*)ptr; //父类转子类
//    cout << bptr << endl;
//
//    bptr->_a++;
//    bptr->_b++; //发生越界
//
//    cout << bptr->_a << endl;
//    cout << bptr->_b << endl;
//}
 
 
void Func(A* ptr)
{
    // C++规范的dynamic_cast是安全的
    // 如果ptr是指向父类，则转换失败，返回空
    // 如果ptr是指向子类，则转换成功
    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;
}

总结

这就是C++中的四种类型转化，但是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

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