C++ 类型转换详解

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的类型不同，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的类型不一致时，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。

1. 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
2. 显式类型转化：需要用户自己处理

C 语言中，意义相近的类型可以完成隐式类型转换。比如 int 和 double，它们都是表示数据大小。 但是指针和整型就不能完成隐式类型转换，但是可以强制转换，因为二者终归是有关联的。但是几乎没有关联的类型就不能转换了。

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. C++ 的类型转换

2.1 static_cast

C 语言隐式类型转换：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() { 
    double d = 12.34; 
    int a = d; 
    cout << a << endl; 
    return 0; 
}

C++ 的 static_cast:

#include <iostream>
using namespace std;
int main() { 
    double d = 12.34; 
    int a = static_cast<int>(d); 
    cout << a << endl; 
    return 0; 
}

static_cast基本对标 C 语言的隐式类型转换。

2.2 reinterpret_cast

指针和整型之间，进行隐式类型转换，会报错：

需要转换为强制类型转换：

C++ 的 reinterpret_cast:

#include <iostream>
using namespace std;
int main() { 
    int a = 10; 
    int* p = reinterpret_cast<int*>(a); 
    cout << p << endl; 
    return 0; 
}

reinterpret_cast基本对标 C 语言的强制类型转换。

2.3 const_cast

const_cast可以把 const 修饰，给去除掉：

为什么 a 和*p 的值不同，但是地址却是相同的？

原因是编译器进行了优化，把 a 直接替换为了常量，或是直接存放在寄存器中。

2.3.1 volatile

volatile：破除掉编译器的优化

#include <iostream>
using namespace std;
int main() { 
    volatile const int a = 2; 
    int* p = const_cast<int*>(&a); 
    *p = 3; 
    cout << a << endl; 
    cout << *p << endl; 
    cout << &a << endl; 
    cout << p << endl; 
    return 0; 
}

2.3.2 注意

C++ 添加上四种类型转换，主要是为了提高可读性。 比如这里的 const_cast，警醒程序员，这里的转换很危险。 而 C 语言都是一个强制类型转换，就无法区分了。

2.4 dynamic_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)。

注意：

1. dynamic_cast 只能用于父类含有虚函数的类
2. 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

代码：

class A { 
public: 
    virtual void f() {} 
    int _a = 0; 
}; 
class B : public A { 
public: 
    int _b = 1; 
};

问题：

C++ 使用 dynamic_cast 解决问题：

dynamic_cast：在运行时，识别指针是指向父类，还是指向子类

总结：

dynamic_cast 必须用于多态类，父类必须有虚函数。 应对的是向下转换，向上转换有赋值兼容规则，不需要转换