文章目錄

• • 1 隱式類型轉換
  • • 1.1 隱式類型轉換的基本概念
    • 1.2 隱式類型轉換的發生點
    • 1.3 浮點數賦值給整形數分析
  • 2 C語言中的強制類型轉換
  • 3 C++中的強制類型轉換
  • • 3.1 static_cast
    • 3.2 const_cast
    • 3.3 reinterpret_cast
    • 3.4 dynamic_cast
    • 3.5 類型轉換使用建議

C/C++語言中的數據類型轉換主要有兩種：強制類型轉換和隱式類型轉換。

1 隱式類型轉換

1.1 隱式類型轉換的基本概念

我們首先需要知道，隱式類型轉換是編譯器主動進行的類型轉換。

對于隱式數據類型轉換來說：

• 低類型到高類型的隱式類型轉換是安全的，不會產生截斷。
• 高類型到低類型的隱式類型轉換是不安全的，導致不正確的結果。
• 比如：浮點數賦值給整形時，會發生截斷（小數部分丟失）。

注意： 標準C編譯器的類型檢查是比較寬松的，因此隱式類型轉換可能帶來意外的錯誤。

1.2 隱式類型轉換的發生點

隱式類型轉換的發生點如下：

• 算術運算式中，低類型轉換為高類型。
• 賦值表達式中，表達式的值轉換為左邊變量的類型。
• 函數調用時，實參轉換為形參的類型。
• 函數返回值，return表達式轉換為返回值類型。

安全的隱式類型轉換：

1.3 浮點數賦值給整形數分析

直接賦值：

可以看到，編譯器直接將浮點數截斷。

通過函數調用：


可以看到，函數調用時也是發生了隱式類型轉換，編譯器直接將浮點數進行截斷。

注意：當使用如下語句時printf("%d\n", 3.14);，將得到錯誤的結果。由于是變參，所以編譯器根本不知道是什么類型，不會進行隱式類型轉換。

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2 C語言中的強制類型轉換

強制類型轉換的語法：

• (Type)var_name;
• (Type)value;

強制類型轉換的結果：

• 目標類型能夠容納目標值，結果不變。
• 目標類型不能容納目標值：結果將產生截斷。
• 注意：不是所有的強制類型轉換都能成功，當不能進行強制類型轉換時，編譯器將產生錯誤信息。

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3 C++中的強制類型轉換

C 方式強制類型轉換存在的問題：

• 過于粗暴：任意類型之間都可以進行轉換，編譯器很難判斷其正確性。
• 難于定位 ：在源碼中無法快速定位所有使用強制類型轉換的語句。

問題：強制類型轉換在實際工程中是很難完全避免的！如何進行更加安全可靠的轉換？

C++ 將強制類型轉換分為4種不同的類型： static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast。

用法：xxx_cast(Expression)

3.1 static_cast

static_cast強制類型轉換：

• 用于類層次結構中基類（父類）和派生類（子類）之間指針或引用的轉換。上行指針或引用(派生類到基類)轉換安全，下行不安全。
• 用于基本數據類型之間的轉換，如把int轉換成char，把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。
• 把空指針轉換成目標類型的空指針。
• 把任何類型的表達式轉換成void指針類型。

#include <iostream>using namespace std;class Animal { public:virtual void cry() = 0; };class Cat :public Animal { public:void cry(){cout << "喵喵瞄" << endl;}};class Dog :public Animal { public:void cry(){cout << "汪汪汪" << endl;}};int main(void) {//第一種情況 父子類之間的類型轉換Dog* dog1 = new Dog();Animal* a1 = static_cast<Animal*>(dog1); //子類的指針轉型到父類指針Dog* dog1_1 = static_cast<Dog*>(a1); //父類的指針轉型到子類的指針Cat* cat1 = static_cast<Cat*>(a1); //父子到子類，有風險，這樣時不行的，會出問題，但是我們如果去調用cat1相關的函數時，不管是不是虛函數都是Cat類的函數，這就是靜態連編。如果兩者之間的內存結構不同，則可能會出錯。Dog dog2;Animal& a2 = static_cast<Animal&>(dog2); //子類的引用轉型到父類的引用Dog &dog2_2 = static_cast<Dog&>(a2); //父類到子類引用//第二種 基本類型的轉換int kk = 234;char cc = static_cast<char>(kk);//第三種 把空指針轉換成目標類型的空指針。int* p = static_cast<int*>(NULL);Dog* dp = static_cast<Dog*>(NULL);//第四種 把任何類型的表達式轉換成void類型int* pi = new int[10];void* vp = static_cast<void*>(pi);vp = pi;system("pause");return 0; }

3.2 const_cast

const_cast強制類型轉換：

• 用于去除變量的只讀屬性。
• 強制轉換的目標類型必須是指針或引用。

void const_cast_demo() {const int& j = 1;int& k = const_cast<int&>(j);const int x = 2; //真正意義上的常量int& y = const_cast<int&>(x);//編譯器會為x分配空間，y指向的是為x分配的空間int z = const_cast<int>(x); //errork = 5;printf("k = %d\n", k);printf("j = %d\n", j);y = 8;printf("x = %d\n", x);printf("y = %d\n", y);printf("&x = %p\n", &x);printf("&y = %p\n", &y); }/* k = 5 j = 5 x = 2 y = 8 */

3.3 reinterpret_cast

reinterpret_cast強制類型轉換：

• 用于指針類型間的強制轉換。
• 用于整數和指針類型間的強制轉換。
• 引用之間的轉換。

目標類型必須是一個指針、引用、算術類型、函數指針！

忠告：濫用 reinterpret_cast 運算符可能很容易帶來風險。 除非所需轉換本身是低級別的，否則應使用其他強制轉換運算符之一。

#include <iostream>using namespace std;class Animal { public:void cry() {cout << "動物叫" << endl;} };class Cat :public Animal { public:void cry(){cout << "喵喵瞄" << endl;}};class Dog :public Animal { public:void cry(){cout << "汪汪汪" << endl;}};int main(void) {//用法一 數值與指針之間的轉換int* p = reinterpret_cast<int*>(0x99999);int val = reinterpret_cast<int>(p);//用法二 不同類型指針和引用之間的轉換Dog dog1;Animal* a1 = &dog1;a1->cry();Dog* dog1_p = reinterpret_cast<Dog*>(a1);Dog* dog2_p = static_cast<Dog*>(a1); //如果能用static_cast ，static_cast 優先//Cat* cat1_p = static_cast<Cat*>(a1);//Cat* cat2_p = static_cast<Cat*>(dog1_p);//NO！ 不同類型指針轉換不能使用static_castCat* cat2_p = reinterpret_cast<Cat*>(dog1_p);Animal& a2 = dog1;Dog& dog3 = reinterpret_cast<Dog&>(a2);//引用強轉用法，不同類型之間的引用也可以轉換dog1_p->cry();dog2_p->cry();cat2_p->cry();system("pause");return 0; }

3.4 dynamic_cast

dynamic_cast強制類型轉換：

• 用于有繼承關系的類指針之間轉換。
• 用于有交叉關系的類指針之間的轉換。
• 具有類型檢查的功能。
• 需要虛函數的支持。

dynamic是與繼承相關的類型轉換關鍵字，dynamic_cast要求相關的類中必須有虛函數。用于直接或間接繼承關系的指針（引用之間）。

對于指針：

• 轉換成功：得到目標類型指針。
• 轉換失敗：得到一個空指針。

對于引用：

• 轉換成功：得到目標類型的引用。
• 轉換失敗：得到一個異常操作信息。

編譯器會檢查dynamic_cast的使用是否正確，類型轉換的結果只能在運行階段才能得到。

dynamic的使用：

#include <iostream>using namespace std;class Animal { public:virtual void cry() = 0; };class Cat :public Animal { public:void cry(){cout << "喵喵瞄" << endl;}void play(){cout << "爬爬樹"<<endl;}};class Dog :public Animal { public:void cry(){cout << "汪汪汪" << endl;}void play(){cout << "溜達溜達" << endl;}};void animalPlay(Animal& animal) {animal.cry();try {Dog& pDog = dynamic_cast<Dog&>(animal);pDog.play();}catch (std::bad_cast bc) {cout << "不是狗，那應該是貓" << endl;}try {Cat& pCat = dynamic_cast<Cat&>(animal);pCat.play();}catch (std::bad_cast bc) {cout << "不是貓，那應該是上面的狗" << endl;}}void animalPlay(Animal* animal) {animal->cry();Dog* pDog = dynamic_cast<Dog*>(animal);if (pDog) {pDog->play();}else {//pDog == NULLcout << "不是狗，別騙我！" << endl;}Cat* pCat = dynamic_cast<Cat*>(animal);if (pCat) {pCat->play();}else {//pDog == NULLcout << "不是貓，別騙我！" << endl;} }int main(void) {Dog* dog1 = new Dog();Animal* a1 = dog1;//animalPlay(a1);Dog dog2;animalPlay(dog2);Cat* cat1 = new Cat();Animal* a2 = cat1;//animalPlay(a2);Cat cat2;animalPlay(cat2);system("pause");return 0; }

新式類型轉換以C++關鍵字的方式出現：

• 編譯器能夠幫助檢查潛在的問題；
• 非常方便的在代碼中定位；
• 支持動態類型識別(dynamic_cast)。

3.5 類型轉換使用建議

1）static_cast靜態類型轉換，編譯的時c++編譯器會做編譯時的類型檢查；隱式轉換；基本類型轉換，父子類之間合理轉換。

2）若不同類型之間，進行強制類型轉換，用reinterpret_cast<>() 進行重新解釋。建議：C語言中能隱式類型轉換的，在c++中可用 static_cast<>()進行類型轉換。因C++編譯器在編譯檢查一般都能通過；C語言中不能隱式類型轉換的，在c++中可以用 reinterpret_cast<>() 進行強制類型解釋。

總結：static_cast<>()和reinterpret_cast<>() 基本上把C語言中的 強制類型轉換給覆蓋，注意reinterpret_cast<>()很難保證移植性。

3）dynamic_cast<>()，動態類型轉換，安全的虛基類和子類之間轉換；運行時類型檢查。
4）const_cast<>()，去除變量的只讀屬性。

最后的忠告：程序員必須清楚的知道: 要轉的變量，類型轉換前是什么類型，類型轉換后是什么類型，轉換后有什么后果。

C++大牛建議：一般情況下，不建議進行類型轉換；避免進行類型轉換。

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參考資料：

C語言進階剖析教程

C++深度解析教程

C/C++從入門到精通-高級程序員之路【奇牛學院】

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C/C++中的数据类型转换的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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