C++类型转换

类型转换

隐式类型转换

显式类型转换

【1】隐式类型转换

有些类型转换是自动进行的，不需要人为的介入，比如算术运算时发生的类型转换（int i = 1.0 + 2，double->int），我们称之为隐式的。

其中场景大概会分为 左值到右值 整型提升 表达式提升 数组到指针 右值到左值 指针与指针 派生类基类 等。

最详细的资料可参考cppreffrence：https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion 

具体使用场景（来自C++ primer）

1. 表达式中，比int类型小的整型值先转换成较大的整数类型（如：short）即：整型提升

2. 条件中，非布尔值转换为布尔值（如： if(1) ->if(true)）

3. 初始化时，初始值转换为变量的类型

4. 赋值语句中，右侧运算对象转换成左侧运算对象 (如：int m = 2.0 编译器可能会提示精度损失)

5. 如果算术运算或者关系运算对象有多种类型，需要先转换成一种类型（并且是最大/宽的那个类型）。(如：int sum = 1.234 + 2)

6. 数组当作函数传入参数会转换为指针（但是sizeof不会）

7. 派生类对象可以隐式的转化为基类对象

8. 指针的转换（0/unllptr 可转为任意指针类型；指向非const的指针可转为 void*；任意对象指针可转为 const void*）

    //赋值和算术运算
    char c = 'a';
    char ch = 20;
    int m = 3.0 + c;
    bool flag = 100;
    long l = 1.0L;
    unsigned short us = 2.0 + 3;
　　　　//用typeid().name来输出当前变量类型
    cout << typeid(c).name() << endl;//char
    cout << typeid(ch).name() << endl;//char
    cout << typeid(us).name() << endl;//usigned short
    cout << typeid(m).name() << endl;//int
    cout << typeid(3.0 + 'a').name() << endl;//double
    cout << typeid(flag).name() << endl;//bool
    cout << typeid(3 + 'a'*5.0).name() << endl;//int
    cout << typeid(3 + 'a'*5.0 == l).name() << endl;//bool

    if (m)//转换为bool true
        cout << "m 转换为 bool型" << endl;

    //指针转换
    int* p = 0;
    double* d = nullptr;
    const void* cvp = nullptr;
    cvp = d;
    const int* cip = nullptr;
    void* vp = 0;
    vp = p;//这里赋值是无意义的，可以输出一下vp试试，会报错
    cout << typeid(vp).name() << endl;
    //vp = cip; 错，不可将const类型指针赋给void*
    cvp = cip;
    cout << typeid(cvp).name() << endl;//

说明：类型转换可能会因为编译器的不同而不同。

【2】显式转换（强制类型转换）

老一套的强制类型转换已经过时了，如果你还在用形如 double val  =（double）(express...) / x 的话，你过时了。

格式：cast-name<type>(express)

有时候我们需要将对象强制转换为另一种类型（虽然有时候不得不这样做，但本质上很危险）

static_cast：只要不包含底层const就可以用（VS中例外）

    int i = 10;
    double div = static_cast<double>(i) / 3;
    cout << div << endl;

    const int t = 10;
    double div2 = static_cast<double>(t) / 3;
    cout << div2 << endl;

const_cast：只用于“去const性质”（顶层/底层const都可以消除）

//2. const_cast<typename>(...)专为const设计,用于消除const属性
const int* cx = &i;
int* dc = const_cast<int*>(cx);//dc - int * 类型

dynamic_cast：支持运行时类型识别(多态的时候)

沿着继承层级向上、向下、侧向（同级别类），安全的转换到其他类的指针或引用。

只有三种使用方式

dynamic_cast<type *>(...) 用于指针转换

dynamic_cast<type &>(...) 用于引用转换 

dynamic_cast<type &&>(...) 用于右值引用的转换

其中...即表达式的类型必须为type/type的派生类/type公有基类

 即：利用该转换可以进行派生类对象到基类对象、基类对象到派生类对象、不同/相同派生类对象之间的转换

一些转换规则

#include <iostream>
 
struct V {
    virtual void f() {};  // 必须为多态以使用运行时检查的 dynamic_cast
};
struct A : virtual V {};
struct B : virtual V {
  B(V* v, A* a) {
    // 构造中转型（见后述 D 的构造函数中的调用）
    dynamic_cast<B*>(v); // 良好定义：v 有类型 V*，B 的 V 基类，产生 B*
    dynamic_cast<B*>(a); // 未定义行为：a 有类型 A*，A 非 B 的基类
  }
    void foo()
    { std::cout << "This is inside of B " << std::endl; }
};
struct D : A, B {
    D() : B((A*)this, this) { }
    void foo()
    { std::cout << "This is inside of D " << std::endl; }
};
 
struct Base {
    virtual ~Base() {}
    void foo()
    { std::cout << "This is inside of Base " << std::endl; }
};
 
struct Derived: Base {
    virtual void name() {}
    void foo()
    { std::cout << "This is inside of Derived " << std::endl; }
};
 
int main()
{
    D d; // 最终派生对象
    A& a = d; // 向上转型，可以用 dynamic_cast，但不必须
    D& new_d = dynamic_cast<D&>(a); // 向下转型
    new_d.foo();
    
    B& new_b = dynamic_cast<B&>(a); // 侧向转型
    new_b.foo();
 
    std::cout << "\nthe base odject init derived object" << std::endl;
    Base* b1 = new Base;
    b1->foo();
    if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b1))//转换失败，到目前为止我还没有搞懂，为什么该种类型的基类指针为什么不能转换为派生类指针。
    {
        std::cout << "downcast from b1 to d successful\n";
        d->name(); // 可以安全调用
        d->foo();
    }
    else
        std::cout << "cast fail" << std::endl;// cast fail
 
    std::cout << "\nthe derived odject init base object" << std::endl;
    Base* b2 = new Derived;
    b2->foo();
    if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b2))
    {
        std::cout << "downcast from b2 to d successful\n";
        d->name(); // 可以安全调用
        d->foo();
    }
    else
        std::cout << "cast fail" << std::endl;
 
    delete b1;
    delete b2;
}

//结果
This is inside of D 
This is inside of B 

the base odject init derived object
This is inside of Base 
cast fail

the derived odject init base object
This is inside of Base 
downcast from b2 to d successful
This is inside of Derived 

reinterpret_cast：用于重新解释类型（很危险，不建议使用）

reinterpret_cast<type>(expression) 纯粹是一个编译时指令，它指示编译器将type按照指定的express类型来解释和处理。所以，很危险。