第六章 C++类型转换

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类型转换(cast)是将一种数据类型转换成另一种数据类型。例如，如果将一个整型值赋给一个浮点类型的变量，编译器会暗地里将其转换成浮点类型。

转换是非常有用的，但是它也会带来一些问题，比如在转换指针时，我们很可能将其转换成一个比它更大的类型，但这可能会破坏其他的数据。

应该小心类型转换，因为转换也就相当于对编译器说：忘记类型检查，把它看做其他的类型。

一般情况下，尽量少的去使用类型转换，除非用来解决非常特殊的问题。

无论什么原因，任何一个程序如果使用很多类型转换都值得怀疑.

标准c++提供了一个显示的转换的语法，来替代旧的C风格的类型转换。

使用C风格的强制转换可以把想要的任何东西转换成我们需要的类型。那为什么还需要一个新的C++类型的强制转换呢？

新类型的强制转换可以提供更好的控制强制转换过程，允许控制各种不同种类的强制转换。C++风格的强制转换其他的好处是，它们能更清晰的表明它们要干什么。程序员只要扫一眼这样的代码，就能立即知道一个强制转换的目的。

6.1 静态转换(static_cast)

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• 用于类层次结构中基类（父类）和派生类（子类）之间指针或引用的转换。
  ○ 进行上行转换（把派生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派生类表示）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
• 用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把char转换成int。这种转换的安全性也要开发人员来保证。

class Animal{};
class Dog : public Animal{};
class Other{};

//基础数据类型转换
void test01(){
    char a = 'a';
    double b = static_cast<double>(a);
}

//继承关系指针互相转换
void test02(){
    //继承关系指针转换
    Animal* animal01 = NULL;
    Dog* dog01 = NULL;
    //子类指针转成父类指针,安全
    Animal* animal02 = static_cast<Animal*>(dog01);
    //父类指针转成子类指针，不安全
    Dog* dog02 = static_cast<Dog*>(animal01);
}

//继承关系引用相互转换
void test03(){

    Animal ani_ref;
    Dog dog_ref;
    //继承关系指针转换
    Animal& animal01 = ani_ref;
    Dog& dog01 = dog_ref;
    //子类指针转成父类指针,安全
    Animal& animal02 = static_cast<Animal&>(dog01);
    //父类指针转成子类指针，不安全
    Dog& dog02 = static_cast<Dog&>(animal01);
}

//无继承关系指针转换
void test04(){
    
    Animal* animal01 = NULL;
    Other* other01 = NULL;

    //转换失败
    //Animal* animal02 = static_cast<Animal*>(other01);
}

6.2 动态转换(dynamic_cast)

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• dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换；
• 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 Animal {
public:
    virtual void ShowName() = 0;
};
class Dog : public Animal{
    virtual void ShowName(){
        cout << "I am a dog!" << endl;
    }
};
class Other {
public:
    void PrintSomething(){
        cout << "我是其他类!" << endl;
    }
};

//普通类型转换
void test01(){

    //不支持基础数据类型
    int a = 10;
    //double a = dynamic_cast<double>(a);
}

//继承关系指针
void test02(){

    Animal* animal01 = NULL;
    Dog* dog01 = new Dog;

    //子类指针转换成父类指针 可以
    Animal* animal02 = dynamic_cast<Animal*>(dog01);
    animal02->ShowName();
    //父类指针转换成子类指针 不可以
    //Dog* dog02 = dynamic_cast<Dog*>(animal01);
}

//继承关系引用
void test03(){

    Dog dog_ref;
    Dog& dog01 = dog_ref;

    //子类引用转换成父类引用 可以
    Animal& animal02 = dynamic_cast<Animal&>(dog01);
    animal02.ShowName();
}

//无继承关系指针转换
void test04(){
    
    Animal* animal01 = NULL;
    Other* other = NULL;

    //不可以
    //Animal* animal02 = dynamic_cast<Animal*>(other);
}

6.3 常量转换(const_cast)

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该运算符用来修改类型的const属性。。

• 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；

注意:不能直接对非指针和非引用的变量使用const_cast操作符去直接移除它的const.

//常量指针转换成非常量指针
void test01(){
    
    const int* p = NULL;
    int* np = const_cast<int*>(p);

    int* pp = NULL;
    const int* npp = const_cast<const int*>(pp);

    const int a = 10;  //不能对非指针或非引用进行转换
    //int b = const_cast<int>(a); }

//常量引用转换成非常量引用
void test02(){

int num = 10;
    int & refNum = num;

    const int& refNum2 = const_cast<const int&>(refNum);
    
}

6.4 重新解释转换(reinterpret_cast)

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这是最不安全的一种转换机制，最有可能出问题。

主要用于将一种数据类型从一种类型转换为另一种类型。它可以将一个指针转换成一个整数，也可以将一个整数转换成一个指针.