本文主要是介绍【小梦C嘎嘎——启航篇】C++四大类型转换,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
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- 前言🙌
- C++四大类型转换
- 什么是类型转换
- C语言中的类型转换
- 为什么C++要嫌弃C语言的类型转换?自行搞一套呢?
- C++强制类型转换
- 1、static_cast
- 2、reinterpret_cast
- 3、const_cast
- 4、dynamic_cast
- 为什么要支持向下转呢?
- RTTI
- 总结撒花💞
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前言🙌
哈喽各位友友们😊,我今天又学到了很多有趣的知识,现在迫不及待的想和大家分享一下!😘我仅已此文,手把手带领大家栈的实现和力扣题解知识~ 都是精华内容,可不要错过哟!!!😍😍😍
C++四大类型转换
什么是类型转换
我最开始接触到类型转换的是在学习C语言的时候。比如隐式类型转换,类型强转。我们从字面意思上其实就能够理解的七七八八了。类型转换就是发生在不同类型对象之间的,由于类型不相同,就需要进行一个类型的转换,达到类型匹配的效果。本篇文章主要是分享自己对于C++四大类型转换的理解和所学的知识,以及对他们的应用场景进行一个举例和分析,从而让大家更好的了解和吸收~
C语言中的类型转换
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。
- 隐式类型转换:编译器在编译阶段自动进行,能转就转,不能转就编译失败
- 显示类型转换(我们常说的强转):需要用户自己处理
为什么C++要嫌弃C语言的类型转换?自行搞一套呢?
C风格的转换格式很简单,但是有不少缺点的:
- 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
- 转换的可视性比较差,所有的转换形式都是以一种相同形式书写,难以跟踪错误的转换
因为C语言存在上述一些缺点,因此C++是有点嫌弃C语言的类型转换的,所以自己搞了一套。
这里举个具体的例子:
先看下面的代码,大家看看是否能够发现C语言类型转换的问题:
void func(size_t pos)
{int end = 10;while (end >= pos){cout << end << endl;--end;}
}int main()
{func(0);return 0;
}
执行结果:为什么会陷入死循环呢?由于C语言的隐式类型转换,int 类型会转换为无符号整型。当end减到你所认为的“负数”时,其实它是一个非常大的正数!注意:无符号的整数都是 >= 0 的。
C++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
1、static_cast
static_cast对应的其实是C语言中的隐式类型转换。
所适用的场景: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。相近类型(意义相似的类型)用static_cast。
代码复现场景使用:
例如double和int类型对象之间的赋值场景。由于double和int都是表示数据大小的类型,他们的意义是相近的,因此可以用static_cast。
int main()
{// 相近类型用static_cast->意义相似的类型double d = 1.1;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;return 0;
}
执行结果:能够执行成功,因为要将d转为int,所以结构最终打印是1。
2、reinterpret_cast
reinterpret_cast,你可以简单的理解为就是对应C语言中的强转。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
适用场景:对于具有一定关联的类型,但是意义不相似的类型,可用reinterpret_cast
代码复现场景使用:
例如将int类型的对象转换成int*的对象。它们之间有一定的关联关系:都是数值;但是int表示的数据大小的类型,int * 这表示地址的编号。它们的意义不同,但有一定的关联关系。可以用reinterpret_cast来进行一个类型转换。
int main()
{int a = 0;//int* ptr = static_cast<int*>(a);int* ptr = reinterpret_cast<int*>(a);//cout << ptr << endl;return 0;
}
执行结果:
程序运行成功。
用static_cast是不可以的,程序运行会失败。
3、const_cast
const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性,方便赋值。
注意点:const修饰的变量,编译器会进行一个优化处理,编译器默认认为被const修饰的变量不会被更改。因此,就不会每次去内存中去取值,更新const修饰的变量内容。而是直接用一个常量来替换,或者将其放到一个寄存器中存储起来。
大家先看下面的代码执行的结果?是否感觉很奇怪?
p指向a的空间,*p就是a。那 *p = 3 为什么没有改变a的值呢???原因就是在注意点那里。
这里可以使用volatile关键字,让其去内存中去取,更新const修饰的变量a。也就是说:破除这里的优化,可以用volatile。从程序运行的结果来看,a的值是改变的了。
但是,这有一个比较奇怪的问题,为什么p和&a的地址打印不是一样的呢???经过我的探索,可能是没有匹配好const_cast的构造函数导致的。需要对类型转一下就可以打印出我们想要的值了。其实和char*打印遇到的情况一致,cout 直接打印char * ,会按照字符串的方式打印,而不会打印出地址。
代码复现场景使用:
void Test ()
{const int a = 2;int* p = const_cast< int*>(&a );*p = 3;cout<<a <<endl;
}
4、dynamic_cast
dynamic_cast,是C语言没有的一种类型转换。它是一种动态类型转换。
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),但是父类的对象转换成子类的对象一定是不行的。
-
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),可以认为是天然的一种行为,编译器的一种特殊处理。这里不会产生临时变量,处理方式形象的称为切片(切割)。如果发生类型转换,一定会产生临时变量,具有常性。
因为具有常性,所以要加上const才是对的
-
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:
- dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类
- 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
为什么要支持向下转呢?
因为有些场景需要。如果使用强转或者用static_cast或者reinterpret_cast进行转换,都是不安全的。容易导致越界的问题。
场景举例:
如果pa指向的是子类对象,是不会越界的。
如果pa指向的是父类对象,则会有越界的风险。为什么呢?因为子类继承父类。相对与父类对象而言,子类对象是在父类的基础上扩展的。如果让父类指针或者引用转换为子类的指针或者引用。就会导致用父类的指针去访问不属于自己的空间资源,从而导致越界问题!如下图所示:
代码复现场景使用:
class A
{
public:virtual void f() {}int _a = 0;
};class B : public A
{public:int _b = 1;
};void fun(A* pa)
{B* ptr = dynamic_cast<B*>(pa);if (ptr){ptr->_a++;ptr->_b++;}else{cout << "转换失败" << endl;}
}
int main()
{A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}
程序执行结果:可以发现,程序没有崩溃,因为使用dynamic_cast,会检查pa的指针的指向。如果pa指向的是父类的对象,就会不允许转换,从而转换失败返回空。所以保证了程序的安全。
RTTI
RTTI:Run-time Type identification的简称,即:运行时类型识别。
C++通过以下方式来支持RTTI:
- typeid运算符
- dynamic_cast运算符
- decltype
总结撒花💞
使用C++这一套类型转换规范,可以让程序员面对类型转换时,更加谨慎,也会让程序更加安全。这里强烈建议:避免使用强制类型转换!!!本篇文章旨在分享的是C++四大类型转换知识。希望大家通过阅读此文有所收获!
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这篇关于【小梦C嘎嘎——启航篇】C++四大类型转换的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!