类型转换机制可以分为:隐式类型转换 和 显示类型转换(强制类型转换)
C中的类型转换:
事情要从头说起,这个头就是C语言.我们已经习惯了使用C-like类型转换,因为它强大而且简单.
主要有以下两种形式:
- (new-type) expression
- new-type (expression)
C++中的类型转换:
隐式类型转换比较常见,在混合类型表达式中经常发生。比如在表达式中存在short和int，那么就过会发生整型提升.四种强制类型转换操作符：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast。
1. static_cast<>与dynamic_cast<>:
把这两个放在一起比较容易记忆,”一静一动”.从字面上也可以看出,前者提供的是编译时期的静态类型检测,后者提供的是
运行时检测.
- static_cast： 1）完成基础数据类型，2）同一个继承体系中类型的转换 3）任意类型与空指针类型void*之间的转换。
- dynamic_cast：使用多态的场景，增加了一层对真实调用对象类型的检查
char c = 65;
int *p = (int *)&c;//c like强制类型转换临时转变为int *,系统中变量c的类型未变
cout<<(char)*p<<endl;//'A',同理强制类型转换，int to char
*p = 5;
int *q = static_cast<int *>(&c); //编译报错:error: invalid static_cast from type ‘char*’ to type ‘int*’
在上面的例子中,C like可以运行,然而使用c++方式将会出现错误,static_cast可以将错误在编译时期检查出来。
在不同继承体系的自定义类型中:
class A
{
public:
A(){}
~A(){}private:
int i, j;
};class C
{
public:
C(){}
~C(){} void printC()
{
std::cout <<"call printC() in class C" <<std::endl;
}
private:
char c1, c2;
}; A *ptrA = new A();
C *ptrC = (C *)(ptrA);//强制类型转换
ptrC->printC(); //"call printC() in class C"
//ptrC = static_cast<C*>(ptrA); //编译报错:error: invalid static_cast from type 'A*’ to type C*’
delete ptrA;
上面A和C是两个无关的类，不存在继承关系，然而使用C-like可以实现这种类型的临时强制转换，这是十分危险的! 那么使用static_cast可以将这种潜在的危险在编译器中找出来。那如何使用static_cast呢？
在同一继承体系中，存在
upcast(向上转换即子类转成父类、派生类转为基类):没有问题，因为父类（基类）的行为都包含在子类（派生类）中；
downcast(向下转换即基类转成派生类):有可能会出现问题，编译时可能不会发现。
以下举一个带有多态的继承例子说明该问题：
#include <iostream>
#include <cstdio>using namespace std;
class A
{
public:
A():i(1), j(1){}
~A(){} void printA()
{
std::cout <<"call printA() in class A" <<std::endl;
} void printSum()
{
std::cout <<"sum = " <<i+j <<std::endl;
}private:
int i, j;
};class B : public A//公有继承
{
public:
B():a(2), b(2) {}
~B(){} void printB()
{
std::cout <<"call printB() in class B" <<std::endl;
} void printSum()
{
std::cout <<"sum = " <<a+b <<std::endl;
} void Add()
{
a++;
b++;
}private:
double a, b;
};
int main()
{
B *ptrB = new B;
ptrB -> printSum();//sum=4
A *ptrA = static_cast<A *>(ptrB);//upcast,派生类转化为基类，也可以写成A *ptrA = static_cast<B *>(ptrB)
ptrA -> printA();
ptrA -> printSum(); //打印结果：sum = 2
//在进行upcast的时候，指针指向的对象的行为与指针的类型相关。 ptrA = new A;
ptrB = static_cast<B *>(ptrA); //downcast,基类转化为派生类
ptrB -> printB();
ptrB -> printSum(); //打印结果：sum等于未知的数
//在进行downcast的时候，其行为是“undefined”。 B b;
B &rB = b;
rB.printSum(); //打印结果: sum = 4
A &rA = static_cast<A &>(b);
rA.printA();
rA.printSum(); //打印结果: sum = 2
//在进行upcast的时候,指针指向的对象的行为与引用类型相关. A a;
A &rA1 = a;
rA.printSum(); //打印结果：sum=2
B &rB1 = static_cast<B &>(a);
rB1.printB();rB1.printSum();//打印结果sum未知
//在进行downcast的时候，其行为是“undefined”。
return 0;
}
这里其实很明显，一个类的行为和自身的类型相关，也就是一个A类型的指针总会优先调用自己A类内的函数（编译器看到的是指针的类型或引用的类型，这是早绑定，即静态多态的例子），当然发生继承中的重写(虚继承等)（编译器看到的是指针指向的内容或引用的变量，这是晚绑定，即动态多态的例子）例外。在downcast转换的时候,会出现一些跟指针或者引用类型相关的函数调用，但是因为指针或者引用(基类)没有定义这些行为，因为调用到了这些行为导致出现了未定义的行为，这是在继承关系中存在的转换关系。
而解决这个问题的办法就是，虚函数! 如果声明A类中的printSum为虚函数,那么子类B就会有一个虚表，虚表中的第一个函数就是printSum函数，也就是B类的该函数（即晚绑定）。所以A类指针调用该函数就会调用B类中的该函数，显示结果sum= 4。在未定义之前sum = 2(A类中的该函数)。另外声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，它本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元。故：对引用操作就是对目标变量操作。指针和引用最明显的区别是引用必须要初始化，且从始至终只能指向定义的那个目标变量，其值只能通过目标变量本身的改变而改变，试图改变引用名的行为是非法的，反之指针的值可变。
总之，就是尽可能不要使用downcast，也就是使用派生类的指针指向基类。
dynamic_cast<>
1.dynamic_cast是在运行时检查的，用于在集成体系中进行安全的向下转换downcast(当然也可以向上转换，但没必要，因为可以用虚函数实现)
即：基类指针/引用 -> 派生类指针/引用
如果源和目标没有继承/被继承关系，编译器会报错！
2.dynamic_cast是4个转换中唯一的RTTI操作符，提供运行时类型检查。
3.dynamic_cast不是强制转换，而是带有某种”咨询“性质的，如果不能转换，返回NULL。这是强制转换做不到的。
4.源类中必须要有虚函数，保证多态，才能使用dynamic_cast<source>(expression)
static_cast<>
用法：static_cast < type-id > ( expression )
该运算符把expression转换为type-id类型，在编译时使用类型信息执行转换，在转换执行必要的检测（指针越界，类型检查），其操作数相对是安全的。
但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。
reinterpret_cast<>
通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释。
const_cast<>
在进行类型转换时用来修改类型的const或volatile属性，除了const或volatile修饰之外，原来的数据值和数据类型都是不变的。
