一文詳解C++中的類型轉(zhuǎn)化
1. C語言中的類型轉(zhuǎn)換
在C語言中,如果賦值運(yùn)算符左右兩側(cè)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(fā)生類型轉(zhuǎn)化,C語言中總共有兩種形式的類型轉(zhuǎn)換:隱式類型轉(zhuǎn)換和顯式類型轉(zhuǎn)換。
1. 隱式類型轉(zhuǎn)化:編譯器在編譯階段自動進(jìn)行,能轉(zhuǎn)就轉(zhuǎn),不能轉(zhuǎn)就編譯失敗
2. 顯式類型轉(zhuǎn)化:需要用戶自己處理
舉個例子:
int main() { double i = 4.2; //隱式類型轉(zhuǎn)化 int a = i; //顯示的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換 int b = (int)i; int*p=&a; int d=(int)p; cout << i << endl; cout << b << endl; cout << a << endl; cout << d << endl; }
那為什么還要出現(xiàn)C++中的類型轉(zhuǎn)換呢?
因為C語言中的隱式類型轉(zhuǎn)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(fā)生整型提升,導(dǎo)致size永遠(yuǎn)大于0,造成死循環(huán)。所以C++出了一套類型轉(zhuǎn)化的規(guī)范寫法。
隱式類型轉(zhuǎn)化有些情況下可能會出問題:比如數(shù)據(jù)精度丟失
顯式類型轉(zhuǎn)換將所有情況混合在一起,代碼不夠清晰
因此C++提出了自己的類型轉(zhuǎn)化風(fēng)格,注意因為C++要兼容C語言,所以C++中還可以使用C語言的轉(zhuǎn)化風(fēng)格。
2. C++強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
static_cast,reinterpret_cast,const_cast,dynamic_cast,這是c++規(guī)范的四種類型轉(zhuǎn)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; }
大家可以猜一下結(jié)果是什么?
可能有人會想,這不是改變了嗎?為什么還是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(bǔ)的值放入寄存器中,通過*p來改變的是內(nèi)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。為了防止這種優(yōu)化行為的發(fā)生,就會在a的前面加:volatile const int a=2;(表明了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(nèi)存中去取。(保持內(nèi)存可見性)
就因為const_cast會導(dǎo)致這種危險行為的發(fā)生,所以C++就會把const_cast這個類型轉(zhuǎn)化單獨(dú)拿出來,但用的時候很危險!
可以看出,const_cast取消了const屬性。
4.dynamic_cast
這種類型轉(zhuǎn)化是專門來針對父類和子類指針之間的相互轉(zhuǎn)化的:
dynamic_cast用于將一個父類對象的指針/引用轉(zhuǎn)換為子類對象的指針或引用 (動態(tài)轉(zhuǎn)換)
向上轉(zhuǎn)型:子類對象指針/引用->父類指針/引用(不需要轉(zhuǎn)換,賦值兼容規(guī)則,天然的一種行為)
向下轉(zhuǎn)型:父類對象指針/引用->子類指針/引用(用dynamic_cast轉(zhuǎn)型是安全的)
注意:
1. dynamic_cast只能用于父類含有虛函數(shù)的類
2.dynamic_cast會先檢查是否能轉(zhuǎn)換成功,能成功則轉(zhuǎn)換,不能則返回0
如果我們不使用dynamic_cast來進(jìn)行向下轉(zhuǎn)型(父類轉(zhuǎn)化為子類),那就會發(fā)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(qiáng)轉(zhuǎn) //void Func(A* ptr) //{ // // 直接轉(zhuǎn)換是不安全的 // B* bptr = (B*)ptr; //父類轉(zhuǎn)子類 // cout << bptr << endl; // // bptr->_a++; // bptr->_b++; //發(fā)生越界 // // cout << bptr->_a << endl; // cout << bptr->_b << endl; //} void Func(A* ptr) { // C++規(guī)范的dynamic_cast是安全的 // 如果ptr是指向父類,則轉(zhuǎn)換失敗,返回空 // 如果ptr是指向子類,則轉(zhuǎn)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(jié)
這就是C++中的四種類型轉(zhuǎn)化,但是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換關(guān)閉或掛起了正常的類型檢查,每次使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換前,程序員應(yīng)該仔細(xì)考慮是否還有其他不同的方法達(dá)到同一目的,如果非強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換不可,則應(yīng)限制強(qiáng)制轉(zhuǎn)換值的作用域,以減少發(fā)生錯誤的機(jī)會。 強(qiáng)烈建議:避免使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
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