C++向上转型

在 C/C++ 中经常会发生数据类型的转换，例如将int 类型的数据赋值给float 类型的变量时，编译器会先把int 类型的数据转换为float 类型再赋值；反过来，float类型的数据在经过类型转换后也可以赋值给 int类型的变量。

 

数据类型转换的前提是，编译器知道如何对数据进行取舍。例如：

int a = 10.9;

printf("%d\n", a);

输出结果为 10，编译器会将小数部分直接丢掉（不是四舍五入）。再如：

float b = 10;

printf("%f\n", b);

输出结果为 10.000000，编译器会自动添加小数部分。

 

类其实也是一种数据类型，也可以发生数据类型转换，不过这种转换只有在基类和派生类之间才有意义，并且只能将派生类赋值给基类，包括将派生类对象赋值给基类对象、将派生类指针赋值给基类指针、将派生类引用赋值给基类引用，这在 C++中称为向上转型（Upcasting）。相应地，将基类赋值给派生类称为向下转型（Downcasting）。

 

向上转型非常安全，可以由编译器自动完成；向下转型有风险，需要程序员手动干预。

 

 

 

 

 

21.将派生类对象赋值给基类对象

赋值的本质是将现有的数据写入已分配好的内存中，对象的内存只包含了成员变量，所以对象之间的赋值是成员变量的赋值，成员函数不存在赋值问题。运行结果也有力地证明了这一点，虽然有a=b;这样的赋值过程，但是a.display() 始终调用的都是A 类的display() 函数。换句话说，对象之间的赋值不会影响成员函数，也不会影响this 指针。

 

将派生类对象赋值给基类对象时，会舍弃派生类新增的成员，也就是“大材小用”，如下图所示：

 

可以发现，即使将派生类对象赋值给基类对象，基类对象也不会包含派生类的成员，所以依然不同通过基类对象来访问派生类的成员。对于上面的例子，a.m_a是正确的，但 a.m_b就是错误的，因为 a不包含成员 m_b。

 

这种转换关系是不可逆的，只能用派生类对象给基类对象赋值，而不能用基类对象给派生类对象赋值。理由很简单，基类不包含派生类的成员变量，无法对派生类的成员变量赋值。同理，同一基类的不同派生类对象之间也不能赋值。

 

要理解这个问题，还得从赋值的本质入手。赋值实际上是向内存填充数据，当数据较多时很好处理，舍弃即可；本例中将 b赋值给 a 时（执行a=b;语句），成员m_b 是多余的，会被直接丢掉，所以不会发生赋值错误。但当数据较少时，问题就很棘手，编译器不知道如何填充剩下的内存；如果本例中有b= a;这样的语句，编译器就不知道该如何给变量m_b 赋值，所以会发生错误。

 

22.将派生类指针赋值给基类指针

除了可以将派生类对象赋值给基类对象（对象变量之间的赋值），还可以将派生类指针赋值给基类指针（对象指针之间的赋值）。我们先来看一个多继承的例子，继承关系为：

 

 

 

 

 

    我们将派生类指针 pd 赋值给了基类指针 pa，从运行结果可以看出，调用display() 函数时虽然使用了派生类的成员变量，但是display() 函数本身却是基类的。也就是说，将派生类指针赋值给基类指针时，通过基类指针只能使用派生类的成员变量，但不能使用派生类的成员函数，这看起来有点不伦不类，究竟是为什么呢？

    

pa 本来是基类 A的指针，现在指向了派生类 D的对象，这使得隐式指针 this发生了变化，也指向了 D类的对象，所以最终在 display()内部使用的是 D类对象的成员变量，相信这一点不难理解。

编译器虽然通过指针的指向来访问成员变量，但是却不通过指针的指向来访问成员函数：编译器通过指针的类型来访问成员函数。对于 pa，它的类型是A，不管它指向哪个对象，使用的都是A 类的成员函数。

    

    概括起来说就是：编译器通过指针来访问成员变量，指针指向哪个对象就使用哪个对象的数据；编译器通过指针的类型来访问成员函数，指针属于哪个类的类型就使用哪个类的函数。

本例中我们将最终派生类的指针 pd 分别赋值给了基类指针 pa、pb、pc，按理说它们的值应该相等，都指向同一块内存，但是运行结果却有力地反驳了这种推论，只有pa、pb、pd三个指针的值相等，pc的值比它们都大。也就是说，执行pc = pd;语句后，pc和 pd的值并不相等。