C++類(lèi)型轉(zhuǎn)換

C語(yǔ)言風(fēng)格的轉(zhuǎn)換

C語(yǔ)言提供了自己的一套轉(zhuǎn)換規(guī)則，有好處也有壞處。

C語(yǔ)言的風(fēng)格：（type_name）expression;

C語(yǔ)言提供了隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換和顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換。顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換一般也叫做強(qiáng)轉(zhuǎn)，隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換編譯器完成，如果轉(zhuǎn)換不了就報(bào)錯(cuò)。

而C語(yǔ)言類(lèi)型轉(zhuǎn)換的風(fēng)格好處就是簡(jiǎn)單，缺陷比如轉(zhuǎn)換的可視性差，顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換的寫(xiě)法就只有一種，難以精準(zhǔn)的跟蹤錯(cuò)誤。

??char ch=1.1，char ch=1在.cpp下都是合法的，這就是隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，C語(yǔ)言下如果把一個(gè)結(jié)構(gòu)體給int就會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)榫幾g器不知道怎么去轉(zhuǎn)，C++下可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)operator int()實(shí)現(xiàn)類(lèi)型轉(zhuǎn)換或者提供合適的構(gòu)造函數(shù)完成隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，下面以在.cpp中實(shí)現(xiàn)operator int()為例

下面這段代碼由于隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了死循環(huán)

C語(yǔ)言的類(lèi)型轉(zhuǎn)換其實(shí)已經(jīng)足夠完成需求了，但是可視性不太好，比如你不能在代碼庫(kù)中搜索它（就一對(duì)括號(hào)怎么去搜索），所以C++提供了一套類(lèi)型轉(zhuǎn)換，相當(dāng)于語(yǔ)法糖了，此外還會(huì)進(jìn)行一些編譯性檢查（比如dynamic_cast轉(zhuǎn)換失敗則返回空指針）。但其實(shí)作用都是一樣的。

C++風(fēng)格的類(lèi)型轉(zhuǎn)換

C++標(biāo)準(zhǔn)為了增加類(lèi)型轉(zhuǎn)換的可見(jiàn)性，提供了四種類(lèi)型轉(zhuǎn)化的方式。

static_cast

靜態(tài)類(lèi)型轉(zhuǎn)換，進(jìn)行相關(guān)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，但不能轉(zhuǎn)換兩個(gè)不相關(guān)的類(lèi)型（即編譯器看到這個(gè)轉(zhuǎn)換是行不通的就會(huì)報(bào)錯(cuò)）。

static_cast < type-id > ( expression )

int main()
{
	double a = (int)5.5 + 5.3;//結(jié)果是10.3
	double b = static_cast <int>(5.5) + 5.3;
	cout << "a: " << a << endl;
	cout << "b: " << b << endl;
	return 0;
}

轉(zhuǎn)換不相關(guān)的類(lèi)型：

reinterpret_cast

很暴力的一個(gè)操作符，由英文直譯過(guò)來(lái)就是重新解釋的轉(zhuǎn)型。白話就是將一段內(nèi)存重新解釋。

網(wǎng)上看到很多大佬的理解，這里借用或摻雜自己的思想：static_cast是做類(lèi)型能做的轉(zhuǎn)換，不行編譯器就報(bào)錯(cuò)，告訴你這樣是不合理的，reinterpret_cast則是就算不能轉(zhuǎn)換編譯器你也別報(bào)錯(cuò)，我心里有數(shù)。由于reinterpret_cast本質(zhì)上是一個(gè)編譯器指令，所以實(shí)際動(dòng)作完全取決于編譯器，失去了移植性。

暴力歸暴力，但也是合理范圍內(nèi)的，比如你把一個(gè)結(jié)構(gòu)體硬塞給int肯定是不行的，但是把結(jié)構(gòu)體指針重新解釋為int那是一點(diǎn)問(wèn)題沒(méi)有。

此外reinterpret_cast重新解釋的辦法是把那一塊內(nèi)存的比特位全部復(fù)制下來(lái)重新解釋。

下面的例子把一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針解釋為int再加上5.3。

struct Test
{
	int a;
};
int main()
{
	Test* t = new Test;
	double c = reinterpret_cast <int>(&t) + 5.3;
	cout << c << endl;
	return 0;
}

const_cast

刪除變量的const屬性，一般和指針或引用連用

int main()
{
	const int a = 1;//a是常變量，在棧上
	int* p = const_cast<int*>(&a);
	*p = 2;
	cout << a << endl;
	cout << *p << endl;
	return 0;
}

volatile const int a=1;//打印的a就會(huì)是2

volatile后編譯器對(duì)訪問(wèn)該變量的代碼不再優(yōu)化。比如上面那句代碼打印1就是因?yàn)榫幾g器優(yōu)化，讀取的a是從寄存器中讀取的，而不是內(nèi)存。

多線程中也有很多關(guān)于 volatile的應(yīng)用。

dynamic_cast

dynamic_cast，安全的向下轉(zhuǎn)型。

多態(tài)的轉(zhuǎn)換中向下轉(zhuǎn)型（父類(lèi)轉(zhuǎn)為子類(lèi)）用dynamic是安全的，但是父類(lèi)必須有虛函數(shù),否則編譯報(bào)錯(cuò)，且只能用于指針或引用。

向上轉(zhuǎn)型，子類(lèi)給父類(lèi)，發(fā)生切割，不需要轉(zhuǎn)換。

向下轉(zhuǎn)型，父類(lèi)地址給子類(lèi)指針，需要類(lèi)型轉(zhuǎn)換，由于是類(lèi)型是子類(lèi)指針，但是給的地址是父類(lèi)的，如果用指針去訪問(wèn)子類(lèi)獨(dú)有的數(shù)據(jù)可能就會(huì)造成越界，然后程序就可能崩了，所以此時(shí)就需要dynamic_cast進(jìn)行轉(zhuǎn)換了，因?yàn)閐ynamic_cast會(huì)檢查父類(lèi)指針是否指向的是這個(gè)子類(lèi)，如果是父類(lèi)說(shuō)明可能帶來(lái)一些安全問(wèn)題，會(huì)轉(zhuǎn)換失敗返回空指針，反之則實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

理解向下轉(zhuǎn)型不安全有個(gè)例子：男人是人，但人不一定是男人（男人派生自人，男人的指針=（男人類(lèi)型的指針強(qiáng)轉(zhuǎn)）人的地址，此時(shí)如果通過(guò)男人指針去調(diào)用男人自己獨(dú)有的特性就是越界，因?yàn)閷?shí)際上拿到的是人的地址，并沒(méi)有存儲(chǔ)男人的特性，也可以從空間大小上來(lái)解釋?zhuān)耸歉割?lèi)，空間更小，男人是子類(lèi)，空間更大，給的是小空間，卻有了訪問(wèn)大空間的能力，所以可能造成越界，所以是不安全的）

此外在一個(gè)父類(lèi)有多個(gè)子類(lèi)且需要類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast也能起到作用，舉個(gè)例子

//父類(lèi)是Entity，子類(lèi)是Player和Enemy， e,player,enemy分別表示他們對(duì)應(yīng)的實(shí)例化對(duì)象
Entity* p=&player;
Enemy* p1=(Enemy*)p;//向下轉(zhuǎn)型需要強(qiáng)轉(zhuǎn)，這樣搞就出問(wèn)題了，p明明指向的是一個(gè)player，現(xiàn)在類(lèi)型為Enemy的指針居然指向了一個(gè)Player的對(duì)象，如果對(duì)其內(nèi)存進(jìn)行了操作，那后果是不可預(yù)料的。

父類(lèi)指針一開(kāi)始指向一個(gè)父類(lèi)對(duì)象，再給到子類(lèi)類(lèi)型的指針，存在越界的風(fēng)險(xiǎn)，如果為了保證安全則需要檢查。

父類(lèi)的指針指向子類(lèi)對(duì)象（向上轉(zhuǎn)型），再給到子類(lèi)指針，合理。

所以建議使用dynamic_cast，因?yàn)榭梢员ＷC安全， 轉(zhuǎn)換失敗返回空指針（NULL）。

dynamic_cast的底層與RTTI有關(guān)，借助RTTI拿到類(lèi)型信息，所以dynamic_cast更像一個(gè)函數(shù)，因?yàn)椴皇蔷幾g指令，所以會(huì)帶來(lái)一些性能的損失。

RTTI 是“Runtime Type Information”的縮寫(xiě)，意思是運(yùn)行時(shí)類(lèi)型信息。RTTI存儲(chǔ)了所有類(lèi)型運(yùn)行時(shí)的類(lèi)型信息，增加了開(kāi)銷(xiāo)但是可以讓我們做更多的操作。dynamic_cast的底層就是借助了RTTI+匹配，具體的不太了解。VS可以關(guān)閉RTTI,但是也就不能用dynamic_cast了

下面給一個(gè)代碼例子

class Entity
{
public:
	virtual void Print() {};//dynamic_cast使用的前提必須是父類(lèi)有虛函數(shù)
};
class Player:public Entity
{
};
class Enemy :public Entity
{
};
void Check(void* p)
{
	if (p)
	{
		cout << "轉(zhuǎn)換成功" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "轉(zhuǎn)換失敗" << endl;
	}
}
int main()
{
	Entity* e = new Entity();
	Entity* actuallyPlayer = new Player();//向上轉(zhuǎn)型
	//安全的向下轉(zhuǎn)型
	Player* player =(Player*)actuallyPlayer;//向下轉(zhuǎn)型需要轉(zhuǎn)換類(lèi)型
	Player* player2 = dynamic_cast<Player*>(actuallyPlayer);
	Check(player2); cout << endl;
	//不安全的向下轉(zhuǎn)型
	Player* player3 = (Player*)e;
	Player* player4 = dynamic_cast<Player*>(e);
	Check(player4); cout << endl;
	Entity* actuallyEnemy = new Enemy();
	Player* player5 = dynamic_cast<Player*>(actuallyEnemy);
	Check(player5); cout << endl;
	return 0;
}

dynamic也常常利用返回值是否是空指針來(lái)判斷指針具體指向誰(shuí)。

用dynamic_cast的地方其實(shí)也可以用static_cast，不過(guò)static_cast不會(huì)進(jìn)行安全檢查,如果你很清楚其指向，并且在安全的前提下，為了減少程序開(kāi)銷(xiāo)那可以考慮用static_cast

小結(jié)

• static_cast用于相關(guān)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換
• reinterpret_cast用于重新解釋內(nèi)存（很暴力，用的時(shí)候心里要有數(shù)）
• const_cast常用來(lái)取出const屬性，常與指針連用來(lái)修改const變量的值
• dynamic_cast，在多態(tài)里提供安全的向下轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換不安全就返回空指針，只要對(duì)返回的指針進(jìn)行判斷我們就能知道此次轉(zhuǎn)換安不安全了）

到此這篇關(guān)于C++實(shí)例講解四種類(lèi)型轉(zhuǎn)換的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++類(lèi)型轉(zhuǎn)換內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！