C++11之类型转换（2千字长文详解）

C++11之类型转换

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);
}

有一定关联的，int，double，char这些都可以支持隐式类型转换！

但是如果没有什么关系的就只能进行显示类型转换！

为什么需要的C++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。

1void insert(size_t pos,char ch)
{
    int end = 100;
    while(end >= pos)
    {
        //....
        --end;
    }
}
//当 pos = 0的时候！就会出现死循环！
//因为end被整形提升了！变成了一个size_t类型！这就很坑！

==C++对于这种情况是很深恶痛绝的！==

C++的四种强制类型转换

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

static_cast

==当意义相似的类型（int，double，char）进行互相转换的时候就可以使用static_cast==

上面的这几个类型其实表达的意思都是差不多的！但是就是精度有区别！

void Test ()
{
    int i = 1;
    //C++的规范转换
    double d = static_cast<double>(i);
    //static_cast<double>(i)这个像是一个匿名对象！
    
    int* p = &i;
    int address = static_cast<int>(p);
    //这个就不行！因为一个是地址，一个是大小！表达的意思都是不一样！
    printf("%d, %.2f\n", i, d);
}

int main()
{
    test();
}

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

reinterpret_cast

==这个就是用来进行没有强关联关系类型的类型转换！==

void Test ()
{
       int i = 1;
       //C++的规范转换
       double d = static_cast<double>(i);
       //static_cast<double>(i)这个像是一个匿名对象！
    
       int* p = &i;
       int address = static_cast<int>(p);
       //这个就不行！因为一个是地址，一个是大小！表达的意思都是不一样！
       printf("%d, %.2f\n", i, d);
}

int main()
{
       Test();
}

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

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;
       cout<<a <<endl;
       cout<< *p <<endl;
}
int main()
{
       Test();
}

==C++的const的变量其实不是一个真正的常量！（并不是放在常量区，常量区的是绝对不能修改的！）C++的const变量应该叫做常变量！只是不能直接修改！但是可以间接修改！==

==这是为什么呢？为什么两个的值是不一样的呢？==

==如果不想出现上面的情况！我们可以使用volatile来避免编译器优化！==

void Test ()
{
       volatile const int a = 2;
       //volatile主要用于保持内存可见性！
       int* p = const_cast<int*>(&a);
       *p = 3;
       cout <<a <<endl;//这样子都会每次去内存里面取a
       cout<< *p <<endl;
}

const_cast单独列出来就是为了警示使用很危险！要谨慎！

dynamic_cast——重点

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) **

==为什么说dynamic_cast是安全的，而其他的不安全的呢？==

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
       virtual void f(){}
       int _a;
};
class B : public A
{
public:
       int _b;
};

void Func(A* ptr)
{
       //直接转换是不安全的
       B* bptr = (B*)ptr;
    
       // B* bptr = reinterpret_cast<B*>(ptr);
       //reinterpret_cast也是不不安全的！因为也不会去做检查！
       cout << bptr << endl;
    
       //可能会导致越界访问
       //允许类型转换是因为ptr有可能是B类型的指针
       //但是ptr指向的对象不一定是B类型的对象
       bptr->_b++;//这一步存在越界的风险！
       bptr->_a++;
       cout << bptr->_b <<endl;
       cout << bptr->_a <<endl;
}
int main()
{
       A aa;
       B bb;
       Func(&aa);
       Func(&bb);
       return 0;
}

==已经出现问题了！出现了越界访问！==

void Func(A* ptr)
{
       B* bptr =dynamic_cast<B*>(ptr);
       cout << bptr << endl;

       bptr->_b++;
       bptr->_a++;
       cout << bptr->_b << endl;
       cout << bptr->_a << endl;
}
int main()
{
       A aa;
       B bb;
       Func(&aa);
       Func(&bb);
       return 0;
}

==dynamic_cast如果检查到不是子类！虽然还是会崩溃！但是会直接返回空！==

void Func(A* ptr)
{
       B* bptr =dynamic_cast<B*>(ptr);
       cout << bptr << endl;
       if (bptr)//我们就可以怎么写！如果bptr为空就不执行！
       {
           bptr->_b++;
           bptr->_a++;
           cout << bptr->_b << endl;
           cout << bptr->_a << endl;
       }
}
int main()
{
       A aa;
       B bb;
       Func(&aa);
       Func(&bb);
       return 0;
}

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！

我们也可以通过这个来分辨是父类还是子类

注意： dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public :
    int _a;
};
class B : public A
{
public:
    int _b;
};
void Func(A* ptr)
{
    B* bptr = (B*)ptr;
    cout << bptr << endl;
    bptr->_b++;
    bptr->_a++;
    cout << bptr->_b <<endl;
    cout << bptr->_a <<endl;
}
int main()
{
    A aa;
    B bb;
    Func(&aa);
    Func(&bb);
    return 0;
}

==我们其实最好去多使用这四种转换！这是一种好的规范！==