C++类型转换归纳总结

时间:2021-05-20

学过C++的人都知道,C++是强类型语言,因此变量在使用前就要声明数据类型,不同数据类型分配的内存空间大小也是不同,在转换类型时尤其需要注意这个问题,以防止数据丢失或越界溢出。本文将详细归纳总结一下C++的类型转换。

C++从C发展而来,也继承两种C风格的转换:隐式转换和显式转换。

1.隐式转换

隐式转换是指由编译系统自动进行,不需要人工干预的类型转换,例如:

short a = 2000;int b;b = a;

隐式转换,也包括构造函数和运算符的转换,例如:

class A {};class B {public: B (A a) {}}; A a;B b = a;

2.显式转换

和隐式转换相反,显式转换要利用强制类型转换运算符进行转换,例如:

double x = 10.3;int y;y = int (x); // 函数式写法y = (int) x; // C风格写法

以上类型转换已经满足了基本类型的转换了。但是如果想转换类和指针,有时代码可以编译,在运行过程中会出错。例如:

#include <iostream>class CDummy { float i,j;public: CDummy () { i=1; j=1; }};class CAddition { int x,y;public: CAddition () { x=1; y=1; } int result() { return x+y;}};int main () { CDummy d; CAddition * padd; padd = (CAddition*) &d; std::cout << padd->result(); return 0;}

这段代码会在运行期出错,在执行padd->result()时发生异常,有些编译器会异常退出。
传统明确的类型转换,可以转换成任何其他指针类型任何指针,它们指向的类型无关。在随后的调用成员的结果,会产生一个运行时错误或意外的结果。

C++标准转换运算符

传统的类和指针的类型转换方式很不安全,可能会在运行时异常退出,标准C++ 提供了四个转换运算符:dynamic_cast、reinterpret_cast、static_cast、 const_cast
dynamic_cast <new_type> (expression)
reinterpret_cast <new_type> (expression)
static_cast <new_type> (expression)
const_cast <new_type> (expression)

1.dynamic_cast

dynamic_cast只能用于指针和引用的对象。其目的是确保类型转换的结果是一个有效的完成所请求的类的对象,所以当我们从一个类转换到这个类的父类,dynamic_cast总是可以成功。dynamic_cast可以转换NULL指针为不相关的类,也可以任何类型的指针为void指针。

class CBase { };class CDerived: public CBase { };CBase b;CDerived d;CBase* pb = dynamic_cast<CBase*>(&d); // 子类转父类,正确//CDerived* pd = dynamic_cast<CDerived*>(&b); // 父类转子类,错误

当新的类型不是被转换的类型的父类,dynamic_cast无法完成指针的转换,返回NULL。当dynamic_cast转换引用类型时,遇到失败会抛出Bad_cast 异常。

2.static_cast

static_cast可以执行相关的类的指针之间的转换,可以在子类和父类之间相互转换,但父类指针转成子类指针是不安全的。static_cast没有在运行时进行安全检查,因此我们要先确保转换是安全的。另一方面,static_cast对比dynamic_cast少了在类型安全检查的开销。

class CBase {};class CDerived: public CBase {};CBase * a = new CBase;CDerived * b = static_cast<CDerived*>(a);

上述代码是合法的,b指向一个不完整的对象,可能在运行期导致错误。
static_cast也可以用来执行任何其他非指针的转换,如基本类型enum, struct, int, char, float等之间的标准转换:

double d = 3.14159265;int i = static_cast<int>(d); void* p = static_cast<void*>(&i); //任意类型转换成void类型

3.reinterpret_cast

reinterpret_cast转换成任何其他指针类型,甚至无关的类,任何指针类型。操作的结果是重新解释类型,但没有进行二进制的转换。所有的指针转换是允许的:不管是指针指向的内容还是指针本身的类型。

class A {};class B {};A * a = new A;B * b = reinterpret_cast<B*>(a)

reinterpret_cast还可以用来转换函数指针类型,例如:

typedef void(*Func)(); // 声明一种函数指针定义,返回voidFunc pFunc; // 定义FuncPtr类型的数组//pFunc = &test; // 编译错误!类型不匹配pFunc = reinterpret_cast<Func>(&test); // 编译成功!转换函数指针类型

4.const_cast

const_cast用于操纵对象的常量性,去掉类型的const或volatile属性。

#include <iostream>void print (char * str){ std::cout << str ;}int main () { const char* c = "hello world"; print ( const_cast<char *> (c) ); return 0;}

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