文章目录
- 一、C风格类型转换
- 1.1 隐式类型转换
- 1.2 显式类型转换
- 二、C++风格类型转换
- 2.1 static_cast
- 2.2 dynamic_cast
- 2.3 const_cast
- 2.4 reinterpret_cast
- 三、RTTI
- 3.1 typeid
- 3.2 dynamic_cast
- 3.3 decltype
- 总结
一、C风格类型转换
1.1 隐式类型转换
隐式类型转换（Implicit Type Conversion），又称自动类型转换，由编译器在编译阶段自动进行，能转就转，不能转就编译失败。
常见的隐式类型转换包括：
- 赋值运算符中的类型转换：例如从
int赋值转换为double。 - 算术运算符中的类型转换： 例如
int与long进行运算，会被提升为long。同时，超出类型的表示范围，会进行符号扩展或截断。 - 函数调用中的类型转换：实参与形参类型不匹配，会尝试转换为与形参匹配的类型。
- 布尔值中的类型转换：对于数值类型，非零值转换为
true,零值转换为false；对于指针类型，非空指针转换为true,空指针转换为false。 - 指针中的类型转换：指针可以隐式转换为
void*类型。数组名会被转换为指向数组第一个元素的指针，函数名会被转换为指向该函数的指针。
void func(double d){}
void test()
{
int i = 1;
double d = i;//赋值运算符
double ret = i + d;//算术运算符
func(i);//函数调用
void* p = &i;//指针
}
1.2 显式类型转换
显式类型转换（Explicit Type Conversion），又称为强制类型转换，需要程序员显式地指定转换方式。
格式：(type)expression
void test()
{
int i = 1;
double d = (double)i;
}
二、C++风格类型转换
2.1 static_cast
格式：static_cast<new_type>(expression)
用于非多态类型的转换（静态转换），并且只适用相近类型之间的转换，对应C的隐式类型转换，例如基本数据类型之间的转换。
void test()
{
int i = 1;
double d = static_cast<double>(i);//静态转换，相近类型
int* pi = &i;
void* p = static_cast<void*>(pi);
}
2.2 dynamic_cast
格式：dynamic_cast<new_type>(expression)
用于多态类型的转换（动态转换），并且用于向下转型：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。
ps：向上转型，没有类型转换，属于赋值兼容规则。
class A
{
public:
virtual void f(){}
int _a = 1;
};
class B :public A
{
public:
virtual void f(){}
int _b = 2;
};
void test()
{
B b;
A a = b;
A& ra = b;//此处没有隐式类型转换
double d = 3.14;
const int& ri = d;//此处有隐式类型转换
}
由于类型转换后的临时对象具有常性，所以要用常引用。而向上转型（切片）不用常引用，所以没有发生类型转换。
dynamic_cast 在运行时检查转换是否有效。如果转换无效，则指针类型返回空指针 nullptr，引用类型抛出异常 std::bad_cast。
void func(A* pa)
{
//B* p = (B*)pa;//直接向下转换，如果指向父类，则存在越界风险
B* p = dynamic_cast<B*>(pa);
if (p)
{
p->_a++;
p->_b++;
}
else
{
cout << "转换失败" << endl;
}
}
void test()
{
B b;
A a = b;
func(&a);
func(&b);
}
直接向下转换，如果指向父类，则存在越界风险。运用 dynamic_cast 则可安全地进行向下转型。
2.3 const_cast
格式：const_cast<new_type>(expression)
用于修改对象的常量属性，可添加或移除变量的 const 或 volatile 属性。
void test()
{
const int a = 2;
int* p = const_cast<int*>(&a);
*p = 3;
cout << a << endl;
cout << *p << endl;
cout << &a << endl;
cout << p << endl;
}
通过打印可以发现，a的值依旧为2，而*p的值为3，并且它们的地址相同。这是为什么呢？其实，编译器在这里做了优化，常变量a会被放进寄存器或者直接替换。
这时我们可以加上 volatile 关键字，其作用是阻止编译器对标记的变量进行某些优化。
void test()
{
volatile const int a = 2;
int* p = const_cast<int*>(&a);
*p = 3;
cout << a << endl;
cout << *p << endl;
//cout << &a << endl;
printf("%p\n", &a);
cout << p << endl;
}
此时还有一个问题，那就是用 volatile 修饰的变量类型无法和参数为 void* 的 operator<< 函数匹配，从而会匹配到不合适的重载函数，输出错误的地址值。所以，此处我们用 printf 进行打印即可。
2.4 reinterpret_cast
格式：reinterpret_cast<new_type>(expression)
为操作数的位模式提供较低层次的重新解释。用于不相近类型之间的转换，对应C的显式类型转换。
void test()
{
int i = 1;
int* p = &i;
//double* p1 = static_cast<double*>(i);//error
double* p2 = reinterpret_cast<double*>(i);
//double* p3 = static_cast<double*>(p);//error
double* p4 = reinterpret_cast<double*>(p);
}
三、RTTI
RTTI（Run-Time Type Identification）是C++语言中的一个特性，它允许程序在运行时确定对象的实际类型。
3.1 typeid
用于打印变量的类型。
void test()
{
auto f = [](int x, int y){return x + y;};
cout << typeid(f).name() << endl;
}
3.2 dynamic_cast
class Base
{};
class Derive :public Base
{};
void func(Base* pb)
{
Derive* pd = dynamic_cast<Derive*>(pb);
}
3.3 decltype
可将变量的类型提取，作为参数传递。
void test()
{
int x = 1;
double y = 2.0;
auto ret = x * y;
vector<decltype(ret)> v;
}
总结
C风格的类型转换，将不同类型的转换混在一起，不够清晰，可视性差，难以跟踪错误的转换。所以我们推荐使用C++的类型转换，加强类型转换的可视性，提高代码的可读性与可维护性。
一般来说：
- 使用
static_cast进行相近类型的转换。 - 使用
dynamic_cast在运行时进行多态类型检查。 - 使用
const_cast移除或添加常量性。 - 使用
reinterpret_cast进行不相近类型的转换。
