C/C++类型转换总结

                                                                                    

C/C++类型转换总结

       

最近做笔试题经常会碰到有关类型转换的题型，所以结合例子做下总结，也是希望自己能更时刻的理解类型转换。

C++的类型转换包括内置类型和类类型对象的转换。

（1） 1.1隐式类型转换(implicit type conversion) :转换规则由编译器自动执行，无需程序员的介入，有时甚至不需要程序员了解。

例子：

int ival = 0;

ival = 3.14 + 3; //会有编译警告出现

其中3.14是double型字面值常量，而3是int型字面值常量，C++在执行算术运算前，会将两操作数转换为同一数据类型，而不是不同类型直接操作。C++定义的算术类型的内置转换原则是尽可能的防止精度损失。转换原则采取两数据元素精度值最高的为标准进行转换，在本例中算术计算得到的和为double型，赋值时再将double转换成int。

笔试题（某科技公司笔试题）

unsigned  int a=2003;

int count=0;

int b=-2;

while((b+a)>0)

{

a=a+b;

count++;

}

  count = ? (while条件判断中，因为ab的类型不一致，在进行运算操作时会统一内置转换为无符号，条件的值永远大于零，而造成死循环)

1.2何时发生隐式类型转换

1.2.1在混合类型的表达式中，其操作数被转换为相同的类型：

int ival;

double dval;

ival >= dval // ival被转换成double

1.2.2用作条件的表达式被转换成bool类型：

int ival;

if (ival) //ival转换成bool

while (cin) //cin转换成bool

 1.2.3用一表达式初始化某个变量，或将一表达式赋值给某个变量，则该表达式被转换为该变量类型。

int ival = 3.14；//3.14转换成int

int *ip;

ip = 0;   //int 0被转换为int *的空指针

1.3隐式转换的类型

1.3.1指针转换

在使用数组时，大多数情况下数组都会自动转换为指向第一个元素的指针。

int ia[10];

int *ip = ia; //ia被转换成指针

1.3.2  转换为bool类型

1.3.3算术类型与bool类型的转换

1.3.4转换与枚举类型

1.3.5转换为const对象

1.3.6由标准库类型定义的转换

string s;

while (cin>>s) //即读入cin,将istream类型转换为bool类型，检测流状态，读入成功则流的状态将导致上述类型转换为bool后获得true,否则为false.

 

 (2) 2.1显式类型转换(explicit type conversion) : c++的命名强制类型转换，包括static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast;

而旧式强制类型转换：

1.C风格（C-style）强制转型如下：(Type) expression          

2.函数风格（Function-style）强制转型使用这样的语法：Type(expression)

这两种形式之间没有本质上的不同，仅是括号位置的差别，这两种形式称为旧风格的强制转型，是c++为了“对标准C++之前编写的程序”保持向后兼容性及保持与C语言的兼容性。其有与c++的命名强制类型转换一样的行为，但旧式强制转换的可视性比较差，难以跟踪错误的转换，所以使用c++编程时，一般建议只有在C语言或标准C++之前的编译器上编写代码时，才使用这种语法。（c++ primer4中文版 p160）

c++的命名的强制类型转换的具体使用场合及方式：

以下部分转自：http://blog.xiaonei.com/GetEntry.do?id=404377356&owner=223128321

命名强制类型概述：

//reinterpret_cast将一个类型指针转换为另一个类型指针
//const_cast   用于去除指针变量的常属性，将它转换为一个对应指针类型的普通变量，反过来也可以将一个非常量指针转换为一个常量指针变量
//static_cast   用于转换基本类型和具有继承关系的类新之间转换,不太用于指针类型的之间的转换
//dynamic_cast   只能在继承类对象的指针之间或引用之间进行类型转换
//以上只有dynamic_cast这种转换并非在编译时，而是在运行时，动态的。其它均在编译时

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#include<iostream.h>

int main(void)
{
//reinterpret_cast
//将一个类型指针转换为另一个类型指针，这种在转换不修改指针变量值数据存放格式
//只需在编译时重新解释指针的类型，他可以将指针转化为一个整型数但不能用于非指针的转换 
double d=9.3;
double* pd = &d;
int* pi = reinterpret_cast<int *> (pd);
class A{};
class B{};
A* pa = new A;
B* pb=reinterpret_cast<B*>(pa); //将pa转为B
long j=reinterpret_cast<long> (pa);//指针转换为整数
// int i=9;
// double x=reinterpret_cast<double>(i); //reinterpret_cast不能用于非指针的转换

//const_cast
//1.用于去除指针变量的常属性，将它转换为一个对应指针类型的普通变量，
//2.反过来也可以将一个非常量指针转换为一个常量指针变量
//3.他无法将一个非指针的常量转换为普通变量
//example: const i=10;
//         int j=const_cast<int>(i); //无法转换 
const int ppp=998;

    const int* pca=&ppp;
int* p=const_cast<int*>(pca);//将它转换为一个对应指针类型的普通变量，去除了const;

const A* paa=new A;
A * ppppa=const_cast<A*> (paa);//它转换为一个对应指针类型的普通变量，去除了const;

int * pii=0;//反过来也可以将一个非常量指针转换为一个常量指针变量
const int* piiic=const_cast<const int *>(pii);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//static_cast
//用于转换基本类型和具有继承关系的类新之间转换
//static_cast不太用于指针类型的之间的转换，他的效率没有reinterpret_cast的效率高

int in=99;
double dn=static_cast<double> (in);//用于转换基本类型和具有继承关系的类新之间转换 

class Base{};
class derv:public Base{};
derv dd;
Base bbbb=static_cast<Base>(dd);//具有继承关系的类新之间转换 
    
//static_cast不太用于指针类型的之间的转换，他的效率没有reinterpret_cast的效率高
Base *pb1=new Base;
derv *pder=static_cast<derv*>(pb1);//基类转继承类 
derv* pder1=new derv;
Base* pbase1=static_cast<Base*>(pder1);//继承类指针转父类指针 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//dynamic_cast
//1.只能在继承类对象的指针之间或引用之间进行类型转换
//2.这种转换并非在编译时，而是在运行时，动态的
//3.没有继承关系，但被转换的类具有虚函数对象的指针进行转换 
derv* dp=new derv;
Base* bv=dynamic_cast<Base *>(dp);//继承类对象的指针之间进行类型转换 

derv dpp;//继承类对象引用之间进行类型转换 
Base &b=dynamic_cast<Base&>(dpp);

class AA{virtual fun(){}
virtual ~AA(){}};
class BB{};

//没有继承关系，但被转换的类具有虚函数对象的指针进行转换，编译可通过 
AA* pAA=new AA;
BB* pBB=dynamic_cast<BB *>(pAA);

//没有继承关系，被转换的类也没有有虚函数对象的指针进行转换，编译不能通过 
BB* pBBB=new BB;
AA* pAAA=dynamic_cast<AA*>(pBBB);

return 1;
}

//总结：

标准C++的类型转换符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。

static_cast
用法：static_cast < type-id > ( exdivssion ) 
该运算符把exdivssion转换为type-id类型，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法：
①用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。
进行上行转换（把子类的指针或引用转换成基类表示）是安全的；
进行下行转换（把基类指针或引用转换成子类表示）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
②用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
③把空指针转换成目标类型的空指针。
④把任何类型的表达式转换成void类型。

注意：static_cast不能转换掉exdivssion的const、volitale、或者__unaligned属性。

dynamic_cast
用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )
该运算符把exdivssion转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *；
如果type-id是类指针类型，那么exdivssion也必须是一个指针，如果type-id是一个引用，那么exdivssion也必须是一个引用。

dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换，还可以用于类之间的交叉转换。
在类层次间进行上行转换时，

dynamic_cast和static_cast的效果是一样的；
在进行下行转换时，dynamic_cast具有类型检查的功能，比static_cast更安全。
class B{
public:
int m_iNum;
virtual void foo();
};

class D:public B{
public:
char *m_szName[100];
};

void func(B *pb){
D *pd1 = static_cast<D *>(pb);
D *pd2 = dynamic_cast<D *>((pb);
}

在上面的代码段中，如果pb指向一个D类型的对象，pd1和pd2是一样的，并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的；
但是，如果pb指向的是一个B类型的对象，那么pd1将是一个指向该对象的指针，对它进行D类型的操作将是不安全的（如访问m_szName），
而pd2将是一个空指针。

另外要注意：B要有虚函数，否则会编译出错；static_cast则没有这个限制。
这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息，而这个信息存储在类的虚函数表（
关于虚函数表的概念，详细可见）中，只有定义了虚函数的类才有虚函数表，
没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。

另外，dynamic_cast还支持交叉转换（cross cast）。如下代码所示。
class A{
public:
int m_iNum;
virtual void f(){}
};

class B:public A{
};

class D:public A{
};

void foo(){
B *pb = new B;
pb->m_iNum = 100;

D *pd1 = static_cast<D *>((pb); //compile error
D *pd2 = dynamic_cast<D *>((pb); //pd2 is NULL
delete pb;
}

在函数foo中，使用static_cast进行转换是不被允许的，

将在编译时出错；而使用 dynamic_cast的转换则是允许的，结果是空指针。

reinterpret_cast
用法：reinterpret_cast< type-id >(exdivssion)
type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。
它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针（先把一个指针转换成一个整数，
在把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。

该运算符的用法比较多。

const_cast 
用法：const_cast< type-id > (exdivssion)
该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const或volatile修饰之外， type_id和exdivssion的类型是一样的。
常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；
常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。

Voiatile和const类试。举如下一例：
class B{
public:
int m_iNum;
}
void foo(){
const B b1;
b1.m_iNum = 100; //comile error
B b2 = const_cast<B>((b1);
b2. m_iNum = 200; //fine
}
上面的代码编译时会报错，因为b1是一个常量对象，不能对它进行改变；
使用const_cast把它转换成一个常量对象，就可以对它的数据成员任意改变。注意：b1和b2是两个不同的对象。