目錄

一、C語言中的類型轉換

二、為什么C++要新的轉換格式

三、 C++強制類型轉換

1.static_cast

2.reinterpret_cast?

3.const_cast

4.dynamic_cast?

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一、C語言中的類型轉換

在C語言中，如果賦值運算符左右兩側類型不同，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，就需要發生類型轉化，C語言中總共有兩種形式的類型轉換：隱式類型轉換和顯式類型轉換。

1. ?隱式類型轉化：編譯器在編譯階段自動進行，能轉就轉，不能轉就編譯失敗
2. 顯式類型轉化：需要用戶自己處理

   void Test ()
   {int i = 1;int* p = &i;// 隱式類型轉換double d = i;printf("%d, %.2f\n" , i, d);// 顯示的強制類型轉換int address = (int) p;printf("%x, %d\n" , p, address);
   }

注意：一般關聯性強，表示的意義相近的變量可以隱式轉換，如int轉換成double；一般關聯性不強的一些內置類型可以顯示轉換，比如(void*)int轉換成void*；沒有關聯性的幾乎不能轉換。

缺陷：轉換的可視性比較差，所有的轉換形式都是以一種相同形式書寫，難以跟蹤錯誤的轉換

二、為什么C++要新的轉換格式

?C風格的轉換格式很簡單，但是有不少缺點的：

• 隱式類型轉化有些情況下可能會出問題：比如數據精度丟失
• 顯式類型轉換將所有情況混合在一起，代碼不夠清晰

我們舉個例子。

void insert(size_t pos, char ch)
{int end = 10;while (end >= pos){cout << end << endl;--end;}
}int main()
{insert(5, 'x');return 0;
}

這段代碼正常插入沒有問題，但當pos是0時，就會陷入“死循環”。

因為size_t是無符號整形，--變成-1，其實是size_t表示的最大無符號整數。

針對這些問題，C++提出了自己的類型轉化風格，因為C++要兼容C語言，所以C++中還可以使用C語言的轉化風格。

三、 C++強制類型轉換

標準C++為了加強類型轉換的可視性，引入了四種命名的強制類型轉換操作符：static_cast、reinterpret_cast、const_cast、dynamic_cast 。

1.static_cast

?static_cast用于非多態類型的轉換（靜態轉換），編譯器隱式執行的任何類型轉換都可用static_cast，但它不能用于兩個不相關的類型進行轉換。

int main()
{double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout<<a<<endl;return 0;
}

2.reinterpret_cast?

reinterpret_cast操作符通常為操作數的位模式提供較低層次的重新解釋，用于將一種類型轉換為另一種不同的類型。

int main()
{double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;// 這里使用static_cast會報錯，應該使用reinterpret_cast//int *p = static_cast<int*>(a);int *p = reinterpret_cast<int*>(a);return 0;
}

3.const_cast

const_cast最常用的用途就是刪除變量的const屬性，方便賦值

const_cast轉換中有一個細節需要注意，?請看下面代碼，

int main()
{const int a = 2;int* p = const_cast<int*>(&a);*p = 3;cout << a << endl;cout << *p << endl;cout << &a << endl;cout << p << endl;return 0;
}

執行，

我們發現a的地址和p的值一樣，也就是p指向的空間就是a的值，可為什么p指向空間的值是3，a的值還是2呢，我們修改了*p，a的值也應該被修改了呀，a為什么沒有變？

因為const修飾的變量，編譯器會進行優化。正常const修飾的變量不會被修改，不會被修改就不用經常去內存中取，所以編譯器會把const修飾的值拷貝到寄存器，甚至用常量去替代，所以我們正常修改const_cast強制類型轉換“去const屬性的指針”，不會修改到內存中的const變量。

要想禁止編譯器對const變量的優化，可以在const前加一個關鍵字——volatile。

cv (const and volatile) type qualifiers - cppreference.com

?這樣我們運行，就可以修改到內存中a的值了，那么為什么a的地址是1呢？這是流插入（<<)的bug。

注意：流插入<<是指將程序中的數據插入到流中，輸出到屏幕或文件中或者其他流中；流提取>>是從流中提取數據到程序中。

我們可以用printf打印看一下，

printf打印就沒有問題，難道是類型識別錯誤，我們打印一下&a的類型。

?發現&a的類型是int const valatile*，

ostream::operator<< - C++ Reference (cplusplus.com)

可能編譯器類型匹配錯了，應該要匹配成指針類型的模板參數。我們強制轉換成指針類型看一下，

int* 和void*都可以，看來就是模板匹配錯誤。

?其實流插入還有一個缺點，就是當我們想打印字符的地址時，operator會匹配到字符類型的參數，從而打印的是字符而不是字符地址。

所以這里也必須強轉一下，?以上三種轉換都是C++對C語言轉換的規范。

4.dynamic_cast?

dynamic_cast用于將一個父類對象的指針/引用轉換為子類對象的指針或引用(動態轉換)

• 向上轉型：子類對象指針/引用->父類指針/引用(不需要轉換，賦值兼容規則)

class A
{
public:virtual void f() {}int _a = 0;
};
class B : public A
{
public:int _b = 1;
};
int main()
{B objb;A obja = objb;A& ra = objb;//直接將objb繼承的部分切割給ra，中間沒有類型轉換double d = 1.1;const int& i = d;//隱式類型轉換，中間產生臨時變量，要const修飾return 0;
}

• 向下轉型：父類對象指針/引用->子類指針/引用(用dynamic_cast轉型是安全的)

父類的指針或引用，轉換成子類的指針和引用，如果再用子類指針或引用訪問子類獨有的成員變量，就會造成越界訪問，如下：

class A
{
public:virtual void f() {}int _a = 0;
};
class B : public A
{
public:int _b = 1;
};
void fun(A* pa)
{//  向下轉換：直接轉換是不安全的// 如果pa是指向父類A對象，存在越界問題B* ptr = (B*)pa;ptr->_a++;ptr->_b++;//越界訪問
}int main()
{// 向下轉換規則：父類對象不能轉換成子類對象，但是父類指針和引用可以轉換子類指針和引用A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}

為了防止這類越界，C++推出了dynamic_cast用于將一個父類指針或引用轉換。

dynamic_cast conversion - cppreference.com

class A
{
public:virtual void f() {}int _a = 0;
};class B : public A
{public:int _b = 1;
};void fun(A* pa)
{//  向下轉換：直接轉換是不安全的// 如果pa是指向父類A對象，存在越界問題B* ptr = dynamic_cast<B*>(pa);if (ptr){ptr->_a++;ptr->_b++;}else{cout << "轉換失敗" << endl;}
}int main()
{// 向下轉換規則：父類對象不能轉換成子類對象，但是父類指針和引用可以轉換子類指針和引用A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}

調試一下可以看到，向上轉換時，程序輸出，

對于指針類型向上轉換會返回空指針，對于引用類型向上轉換dynamic_cast會拋異常std::bad_cast?。

當然，這有一個前提，“表達式是對多態類型 Base 的指針或引用，并且 target-type 是對 Derived 類型的指針或引用，則執行運行時檢查”。

四、RTTI

RTTI：Run-time Type identification的簡稱，即：運行時類型識別。

五、參考

ttps://blog.csdn.net/hp_cpp/article/details/104095700

RTTI、虛函數和虛基類的實現方式、開銷分析及使用指導 (baiy.cn)