C++的类型转换
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1.C语言中的类型转换
在C语言中，如果赋值运算符左右两侧类型不同，或者形参与实参类型不匹配，或者返回值类型与接收返回值类型不一致时，就需要发生类型转化。
C语言中总共有两种形式的类型转换：隐式类型转换和显式类型转换。
- 隐式类型转化：编译器在编译阶段自动进行，能转就转，不能转就编译失败
- 显式类型转化：需要用户自己处理
int main()
{
int i = 1;
double d = 8.88;
i = d;//C语言支持相近类型的隐式类型转换(相近类型,也就是意义相似的类型)
cout<<i<<endl;
int * p=nullptr;
p = (int* i);//c语言支持相近类型的强制类型转换。（不相近类型，也就是意义差别很大的类型）
cout<< p <<endl;
}
缺陷：转换的可视性比较差，所有的转换形式都是以一种相同形式书写，难以跟踪错误的转换。
2.为什么C++需要四种类型转换
C风格的转换格式很简单，但是有不少缺点的：
- 隐式类型转化有些情况下可能会出问题：比如数据精度丢失
- 显式类型转换将所有情况混合在一起，代码不够清晰
因此C++提出了自己的类型转化风格，注意因为C++要兼容C语言留下的隐式转换和显示转换，所以C++中还可以使用C语言的转化风格。
进行C++的强制类型转换就很清晰地感受到发生了什么，以及对可能危险的const_cast有察觉。
3.C++强制类型转换
3.1static_cast
static_cast用于非多态类型的转换（静态转换），编译器隐式执行的任何类型转换都可用static_cast，但它不能用于两个不相关的类型进行转换。
对应于原来C语言的隐式类型转换。
int main()
{
int i = 1;
double d = 8.88;
//对应C语言的隐式类型转换
d = static_cast<double>(i);
}
int main()
{
int i = 1;
double d = 8.88;
i = d;//C语言支持相近类型的隐式类型转换(相近类型,也就是意义相似的类型)
}
3.2reinterpret_cast
reinterpret_cast操作符通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释，用于将一种类型转换为另一种不同的类型。
对应于原来C语言的强制类型转换。
int main()
{
int i = 1;
double d = 8.88;
int * p=nullptr;
p = (int* i);//c语言支持相近类型的强制类型转换。（不相近类型，也就是意义差别很大的类型）
cout<< p <<endl;
}
int main()
{
int i = 1;
double d = 8.88;
//对应C语言的强制类型转化
p = reinterpret_cast<int*>(i);
}
3.3const_cast
const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性，方便赋值。
int main()
{
const int ci = 10;
const int *p = &ci;
/*对应c语言强制类型转换中去掉const属性的(不相近类型）*/
int* pi = (int*)(&ci);
*pi = 20;
cout<<*pi<<endl;//20
cout<<ci<<endl;//10
}
这里的20和10是一个常见笔试题。
因为const类型是不会更改的，会被编译器放到寄存器里。这里能被改是因为强转。
这里打印10是因为ci存储的内存被改了，但是ci被放进了寄存器，这里去寄存器中取，还是10。本质这是由于编译器对const对象存取优化机制所致。
也就是之前在linux中提及的volatile关键字的作用。
int main()
{
const int ci = 10;
const int *p = &ci;
/*对应c语言强制类型转换中去掉const属性的(不相近类型）*/
int* pi = const_cast<int*>(&ci);
*pi = 20;
cout<<*pi<<endl;//20
cout<<ci<<endl;//10
}
反汇编情况下是可以看到的，不过不同汇编处理机制不同。
int main()
{
volatile const int ci = 10;
const int *p = &ci;
/*对应c语言强制类型转换中去掉const属性的(不相近类型）*/
int* pi = (int*)(&ci);
*pi = 20;
cout<<*pi<<endl;//20
cout<<ci<<endl;//10
}
3.4dynamic_cast
dynamic_cast用于将一个父类对象的指针/引用转换为子类对象的指针或引用(动态转换)
向上转型：子类对象指针/引用->父类指针/引用(不需要转换，赋值兼容规则)
向下转型：父类对象指针/引用->子类指针/引用(用dynamic_cast转型是安全的)
使用场景：判断当前父类指针实际指向的父类对象还是子类对象。
注意：
- dynamic_cast向下转换只能针对继承中的多态类型（父类必须包含虚函数）
dynamic_cast原理：dynamic_cast通过去虚表中的上方存储的标识信息，来判断指向父类对象还是子类对象
- dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回0。
class A
{
public:
virtual void f(){}
protected:
int _a;
};
class B: public A
{
protected:
int _b;
};
int main()
{
A a;
B b;
//C++中子类对象可以赋值给父类对象、指针、引用。这个过程中会发生切片。
//语法天然支持的，这个叫向上转换
A* pa = &a;
pa = &b;
}
向下转换使用C语言的强制类型转换是无法做到的。
class A
{
public:
virtual void f(){}
protected:
int _a;
};
class B: public A
{
protected:
int _b;
};
void f_cast(A* pa)
{
//如果想区分pa是指向父类对象还是子类对象
B* pb = (B*)pa;
pb->_a = 1;
pb->_b = 2;
}
int main()
{
A a;
B b;
//如果是父类的指针或者引用，传给子类的指针，这个过程叫向下转换，这个过程有可能能成功，要看具体情况
A* pa =&a;
f_cast(pa);//会访问非法内存就报错
pa = &b;
f_cast(pa);
}
如果父类指针被强转就会访问非法内存，被页表禁止。
使用c++提供的dynamic_cast是可以做到的。
class A
{
public:
virtual void f(){}
protected:
int _a;
};
class B: public A
{
protected:
int _b;
};
void f_cast(A* pa)
{
//如果想区分pa是指向父类对象还是子类对象
B* pb = dynamic_cast<B*>(pa);
/*如果pa是指向子类对象，则转换成功*/
/*如果pa指向父类对象则转化失败返回nullptr*/
if( pb != nullptr)
{
cout<<"指向子类对象"<<endl;
pb->_a = 1;
pb->_b =2;
}
else{
cout<<<"转换失败,pa指向父类对象"<<endl;
}
}
int main()
{
A a;
B b;
//如果是父类的指针或者引用，传给子类的指针，这个过程叫向下转换，这个过程有可能能成功，要看具体情况
A* pa =&a;
f_cast(pa);//可能报错
pa = &b;
f_cast(pa);
}
注意强制类型转换关闭或挂起了正常的类型检查，每次使用强制类型转换前，程序员应该仔细考虑是否还有其他不同的方法达到同一目的，如果非强制类型转换不可，则应限制强制转换值的作用域，以减少发生错误的机会。
如果需要强制类型转换最好按规范使用。
3.5explicit
explicit关键字阻止经过转换构造函数进行的隐式转换的发生
class A
{
public:
A(int a)
{
cout<<"A(int a)"<<endl;
}
A(int a1,int a2)
{
cout<<"A(int a1,int a2)"<<endl;
}
A(const A& a)
{
cout<<"A(const A& a)"<<endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A a1(1);
// 隐式转换-> A tmp(1); A a2(tmp);
A a2 = 1;
/*创建临时对象，再进行拷贝；连续的两个构造优化程直接构造*/
A aa3 = {1,2};//C++11初始化列表
}
class A
{
public:
explicit A(int a)
{
cout<<"A(int a)"<<endl;
}
explicit A(int a1,int a2)
{
cout<<"A(int a1,int a2)"<<endl;
}
A(const A& a)
{
cout<<"A(const A& a)"<<endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A a1(1);
// 隐式转换-> A tmp(1); A a2(tmp);
A a2 = 1;
/*创建临时对象，再进行拷贝；连续的两个构造优化程直接构造*/
}
4.RTTI(了解)
RTTI：Run-time Type identification的简称，即：运行时类型识别。
C++通过以下方式来支持RTTI：
- typeid运算符
- dynamic_cast运算符
- decltype（c++11中识别对象类型再使用对象类型定义）
5.常见面试题
- C++中的4中类型转化分别是：_________、_________、_________、_________
- 说说4中类型转化的应用场景。
- static_cast——相近类型的隐式类型转换
- reinterpret_cast——不相关类型的强转类型转换
- const_cast——不相关的类型去掉const属性
- dynamic_cast——多态类型的向下类型转换，父类指针指向父类转换失败。