學過C++的人都知道,C++是強類型語言,因此變量在使用前就要聲明數據類型,不同數據類型分配的內存空間大小也是不同,在轉換類型時尤其需要注意這個問題,以防止數據丟失或越界溢出。本文將詳細歸納總結一下C++的類型轉換。
C++從C發展而來,也繼承兩種C風格的轉換:隱式轉換和顯式轉換。
1.隱式轉換
隱式轉換是指由編譯系統自動進行,不需要人工干預的類型轉換,例如:
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short a = 2000; int b; b = a; |
隱式轉換,也包括構造函數和運算符的轉換,例如:
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class A {}; class B { public : B (A a) {} }; A a; B b = a; |
2.顯式轉換
和隱式轉換相反,顯式轉換要利用強制類型轉換運算符進行轉換,例如:
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double x = 10.3; int y; y = int (x); // 函數式寫法 y = ( int ) x; // C風格寫法 |
以上類型轉換已經滿足了基本類型的轉換了。但是如果想轉換類和指針,有時代碼可以編譯,在運行過程中會出錯。例如:
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#include <iostream> class CDummy { float i,j; public : CDummy () { i=1; j=1; } }; class CAddition { int x,y; public : CAddition () { x=1; y=1; } int result() { return x+y;} }; int main () { CDummy d; CAddition * padd; padd = (CAddition*) &d; std::cout << padd->result(); return 0; } |
這段代碼會在運行期出錯,在執行padd->result()時發生異常,有些編譯器會異常退出。
傳統明確的類型轉換,可以轉換成任何其他指針類型任何指針,它們指向的類型無關。在隨后的調用成員的結果,會產生一個運行時錯誤或意外的結果。
C++標準轉換運算符
傳統的類和指針的類型轉換方式很不安全,可能會在運行時異常退出,標準C++ 提供了四個轉換運算符:dynamic_cast、reinterpret_cast、static_cast、 const_cast
dynamic_cast <new_type> (expression)
reinterpret_cast <new_type> (expression)
static_cast <new_type> (expression)
const_cast <new_type> (expression)
1.dynamic_cast
dynamic_cast只能用于指針和引用的對象。其目的是確保類型轉換的結果是一個有效的完成所請求的類的對象,所以當我們從一個類轉換到這個類的父類,dynamic_cast總是可以成功。dynamic_cast可以轉換NULL指針為不相關的類,也可以任何類型的指針為void指針。
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class CBase { }; class CDerived: public CBase { }; CBase b; CDerived d; CBase* pb = dynamic_cast <CBase*>(&d); // 子類轉父類,正確 //CDerived* pd = dynamic_cast<CDerived*>(&b); // 父類轉子類,錯誤 |
當新的類型不是被轉換的類型的父類,dynamic_cast無法完成指針的轉換,返回NULL。當dynamic_cast轉換引用類型時,遇到失敗會拋出Bad_cast 異常。
2.static_cast
static_cast可以執行相關的類的指針之間的轉換,可以在子類和父類之間相互轉換,但父類指針轉成子類指針是不安全的。static_cast沒有在運行時進行安全檢查,因此我們要先確保轉換是安全的。另一方面,static_cast對比dynamic_cast少了在類型安全檢查的開銷。
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class CBase {}; class CDerived: public CBase {}; CBase * a = new CBase; CDerived * b = static_cast <CDerived*>(a); |
上述代碼是合法的,b指向一個不完整的對象,可能在運行期導致錯誤。
static_cast也可以用來執行任何其他非指針的轉換,如基本類型enum, struct, int, char, float等之間的標準轉換:
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double d = 3.14159265; int i = static_cast < int >(d); void * p = static_cast < void *>(&i); //任意類型轉換成void類型 |
3.reinterpret_cast
reinterpret_cast轉換成任何其他指針類型,甚至無關的類,任何指針類型。操作的結果是重新解釋類型,但沒有進行二進制的轉換。所有的指針轉換是允許的:不管是指針指向的內容還是指針本身的類型。
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class A {}; class B {}; A * a = new A; B * b = reinterpret_cast <B*>(a) |
reinterpret_cast還可以用來轉換函數指針類型,例如:
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typedef void (*Func)(); // 聲明一種函數指針定義,返回void Func pFunc; // 定義FuncPtr類型的數組 //pFunc = &test; // 編譯錯誤!類型不匹配 pFunc = reinterpret_cast <Func>(&test); // 編譯成功!轉換函數指針類型 |
4.const_cast
const_cast用于操縱對象的常量性,去掉類型的const或volatile屬性。
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#include <iostream> void print ( char * str){ std::cout << str ; } int main () { const char * c = "hello world" ; print ( const_cast < char *> (c) ); return 0; } |