目錄
一、C語言中的類型轉換
二、C++中的四個類型轉換
2.1 static_cast
2.2 dynamic_cast?
2.3 const_cast?
2.4? reinterpret_cast
2.5 總結?
結語
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。
隱式類型轉換（截斷或提升）：
編譯器在編譯階段自動進行，能轉就轉，不能轉就編譯失敗
double pi = 3.14159;
int truncatedPi = pi; // 隱式轉換，丟失小數部分
printf("Pi: %d\n", truncatedPi); // 輸出：3
return 0;
隱式轉換可能導致數據丟失：在隱式類型轉換中，可能會將一個較大范圍的數據類型轉換為一個較小范圍的類型，導致數據丟失或精度損失。例如，
double?轉換為?int，會丟失小數部分。?
顯式類型轉換（強轉）：
用戶自己手動強制轉換變量類型
int num = 100;
int *int_ptr = #
void *void_ptr = (void*)int_ptr; // 將int指針轉換為void指針
int *new_int_ptr = (int*)void_ptr; // 再將void指針轉換回int指針常見場景：
- 數值類型轉換
- 指針類型轉換
- 函數參數類型適配
注意：
- 數據截斷風險
在把大范圍的數據類型轉換為小范圍的數據類型（例如從long轉換為int）時，可能會導致數據截斷。- 浮點精度丟失
將double類型轉換為float類型時，可能會造成精度的損失。- 指針轉換的危險性
錯誤的指針類型轉換可能會使程序崩潰或者產生未定義行為。
二、C++中的四個類型轉換
C風格的轉換格式很簡單，但是有不少缺點的：
1. 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
2. 顯式類型轉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換風格，但C++中仍然可以使用C的類型轉換。
在 C++ 里，為了進行類型轉換，提供了四個功能不同的類型轉換運算符，分別是static_cast、dynamic_cast、const_cast以及reinterpret_cast。
2.1 static_cast
static_cast主要用于進行良性轉換，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。它在編譯階段就會完成類型檢查。
使用格式：
static_cast<new_type>(expression)使用場景：
- 基本數據類型之間的轉換
double d = 3.14;
int i = static_cast<int>(d); // 把double類型轉換為int類型，值為3- 子類到父類的向上轉型
class Base {};
class Derived : public Base {};Derived d;
Base* b = static_cast<Base*>(&d); // 安全的向上轉型- 顯式調用轉換構造函數或者轉換運算符
class Fraction
{
public:Fraction(int num, int den = 1) : numerator(num), denominator(den) {}operator double() const { return (double)numerator / denominator; }
private:int numerator;int denominator;
};Fraction f(3, 4);
double d = static_cast<double>(f); // 調用operator double()2.2 dynamic_cast?
dynamic_cast主要用于進行安全的向下轉型（將父類指針或引用轉換為子類指針或引用），它會在運行時進行類型檢查。如果轉換不安全，對于指針會返回nullptr，對于引用則會拋出std::bad_cast異常。
使用格式：
dynamic_cast<new_type>(expression)使用場景：
- 安全的向下轉型
class Base { virtual void dummy() {} }; // 必須有虛函數，才能進行RTTI
class Derived : public Base {};Base* b = new Derived;
Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b); // 轉換成功，d不為nullptr- 交叉轉型?
class Base { virtual void dummy() {} };
class Derived1 : public Base {};
class Derived2 : public Base {};
class Derived3 : public Derived1, public Derived2 {};Derived3* d3 = new Derived3;
Derived1* d1 = dynamic_cast<Derived1*>(d3); // 轉換成功
Derived2* d2 = dynamic_cast<Derived2*>(d1); // 交叉轉型，d2不為nullptr2.3 const_cast?
const_cast專門用于修改類型的const或volatile屬性，主要用于去除const限定（但要注意，通過這種方式修改原本為const的對象是未定義行為）。
使用格式：
const_cast<new_type>(expression)使用場景：
- 去除函數參數的
const屬性
void print(char* str)
{printf("%s\n", str);
}const char* cstr = "Hello";
char* str = const_cast<char*>(cstr); // 去除const限定
// print(cstr); // 錯誤：不能將const char*傳遞給char*
print(str); // 正確- 在
const成員函數中修改對象狀態
class Counter
{
public:void increment() const {// count++; // 錯誤：在const成員函數中不能修改成員變量const_cast<int&>(count)++; // 正確：去除const限定}
private:int count;
};2.4? reinterpret_cast
reinterpret_cast用于進行低級的類型重新解釋，比如將指針轉換為整數，或者將一種類型的指針轉換為另一種不相關類型的指針。
使用格式：
reinterpret_cast<new_type>(expression)使用場景：
- 指針和整數之間的轉換?
int* ptr = new int(10);
uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(ptr); // 將指針轉換為整數
int* new_ptr = reinterpret_cast<int*>(addr); // 將整數轉換回指針- 不相關類型指針之間的轉換
int num = 10;
int* int_ptr = #
char* char_ptr = reinterpret_cast<char*>(int_ptr); // 將int指針轉換為char指針- 函數指針類型的轉換
typedef void (*FuncPtr)();int add(int a, int b)
{ return a + b;
}FuncPtr func = reinterpret_cast<FuncPtr>(add); // 函數指針類型轉換
// func(); // 調用會導致未定義行為2.5 總結?
| 轉換運算符 | 主要用途 | 安全性 |
|---|---|---|
static_cast | 基本類型轉換、向上 / 向下轉型（不進行運行時檢查） | 中等 |
dynamic_cast | 安全的向下轉型、交叉轉型（運行時類型檢查） | 高 |
const_cast | 修改const/volatile屬性 | 低（容易導致未定義行為） |
reinterpret_cast | 低級指針類型重新解釋、指針與整數轉換 | 極低（非常危險） |
結語
在實際編程中，優先使用C++風格的類型轉換，避免使用C風格的強制類型轉換，提高代碼的安全性和可讀性，這種用法會在Linux編程中見到。
下一篇將會介紹C++中IO流相關的知識，可以看作文件操作，有興趣的朋友可以關注一下。
