c++强制类型转换-白红宇的个人博客

c++强制类型转换

发布日期：2021-06-28 22:10:23 浏览次数：2 分类：技术文章

本文共 5132 字，大约阅读时间需要 17 分钟。

1.explicit

防止只有一个参数（或仅有唯一一个非默认参数）的构造函数隐式类型转换

首先, C++中的explicit关键字只能用于修饰只有一个参数的类构造函数, 它的作用是表明该构造函数是显示的, 而非隐式的, 跟它相对应的另一个关键字是implicit, 意思是隐藏的,类构造函数默认情况下即声明为implicit(隐式).

那么显示声明的构造函数和隐式声明的有什么区别呢? 我们来看下面的例子:

class CxString // 没有使用explicit关键字的类声明, 即默认为隐式声明

{

public:

char *_pstr;

int _size;

CxString(int size)

{

_size = size; // string的预设大小

_pstr = malloc(size + 1); // 分配string的内存

memset(_pstr, 0, size + 1);

}

CxString(const char *p)

{

int size = strlen(p);

_pstr = malloc(size + 1); // 分配string的内存

strcpy(_pstr, p); // 复制字符串

_size = strlen(_pstr);

}

// 析构函数这里不讨论, 省略...

};

// 下面是调用:

CxString string1(24); // 这样是OK的, 为CxString预分配24字节的大小的内存

CxString string2 = 10; // 这样是OK的, 为CxString预分配10字节的大小的内存

CxString string3; // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数, 错误为: “CxString”: 没有合适的默认构造函数可用

CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的

CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)

CxString string6 = 'c'; // 这样也是OK的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码

string1 = 2; // 这样也是OK的, 为CxString预分配2字节的大小的内存

string2 = 3; // 这样也是OK的, 为CxString预分配3字节的大小的内存

string3 = string1; // 这样也是OK的, 至少编译是没问题的, 但是如果析构函数里用free释放_pstr内存指针的时候可能会报错, 完整的代码必须重载运算符"=", 并在其中处理内存释放

上面的代码中, "CxString string2 = 10;" 这句为什么是可以的呢? 在C++中, 如果的构造函数只有一个参数时, 那么在编译的时候就会有一个缺省的转换操作:将该构造函数对应数据类型的数据转换为该类对象. 也就是说 "CxString string2 = 10;" 这段代码, 编译器自动将整型转换为CxString类对象, 实际上等同于下面的操作:

CxString string2(10);

或

CxString temp(10);

CxString string2 = temp;

但是, 上面的代码中的_size代表的是字符串内存分配的大小, 那么调用的第二句 "CxString string2 = 10;" 和第六句 "CxString string6 = 'c';" 就显得不伦不类, 而且容易让人疑惑. 有什么办法阻止这种用法呢? 答案就是使用explicit关键字. 我们把上面的代码修改一下, 如下:

class CxString // 使用关键字explicit的类声明, 显示转换

{

public:

char *_pstr;

int _size;

explicit CxString(int size)

{

_size = size;

// 代码同上, 省略...

}

CxString(const char *p)

{

// 代码同上, 省略...

}

};

// 下面是调用:

CxString string1(24); // 这样是OK的

CxString string2 = 10; // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换

CxString string3; // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数

CxString string4("aaaa"); // 这样是OK的

CxString string5 = "bbb"; // 这样也是OK的, 调用的是CxString(const char *p)

CxString string6 = 'c'; // 这样是不行的, 其实调用的是CxString(int size), 且size等于'c'的ascii码, 但explicit关键字取消了隐式转换

string1 = 2; // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换

string2 = 3; // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换

string3 = string1; // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载

explicit关键字的作用就是防止类构造函数的隐式自动转换.

上面也已经说过了, explicit关键字只对有一个参数的类构造函数有效, 如果类构造函数参数大于或等于两个时, 是不会产生隐式转换的, 所以explicit关键字也就无效了. 例如:

class CxString // explicit关键字在类构造函数参数大于或等于两个时无效

{

public:

char *_pstr;

int _age;

int _size;

explicit CxString(int age, int size)

{

_age = age;

_size = size;

// 代码同上, 省略...

}

CxString(const char *p)

{

// 代码同上, 省略...

}

}; // 这个时候有没有explicit关键字都是一样的

但是, 也有一个例外, 就是当除了第一个参数以外的其他参数都有默认值的时候, explicit关键字依然有效, 此时, 当调用构造函数时只传入一个参数, 等效于只有一个参数的类构造函数, 例子如下:

class CxString // 使用关键字explicit声明

{

public:

int _age;

int _size;

explicit CxString(int age, int size = 0)

{

_age = age;

_size = size;

// 代码同上, 省略...

}

CxString(const char *p)

{

// 代码同上, 省略...

}

};

// 下面是调用:

CxString string1(24); // 这样是OK的

CxString string2 = 10; // 这样是不行的, 因为explicit关键字取消了隐式转换

CxString string3; // 这样是不行的, 因为没有默认构造函数

string1 = 2; // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换

string2 = 3; // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换

string3 = string1; // 这样也是不行的, 因为取消了隐式转换, 除非类实现操作符"="的重载

以上即为C++ explicit关键字的详细介绍.

2.四种强制类型

C++中风格是static_cast<type>(content)。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。

四种转换的区别：

static_cast:可以实现C++中内置基本数据类型之间的相互转换。

int c=static_cast<int>(7.987);

如果涉及到类的话，static_cast只能在有相互联系（存在关联）的类型中进行相互转换,不一定包含虚函数。

class A

{};

class B:public A

{};

class C

{};

int main()

{

A* a=new A;

B* b;

C* c;

b=static_cast<B>(a); // 编译不会报错, B类继承A类

c=static_cast<B>(a); // 编译报错, C类与A类没有任何关系

return 1;

}

const_cast: 删除变量的const属性，方便赋值。const_cast操作不能在不同的种类间转换。相反，它仅仅把一个它作用的表达式转换成常量。它可以使一个本来不是const类型的数据转换成const类型的(基本不用)，或者把const属性去掉。

reinterpret_cast: 强制转换任何不相关的类型。有着和C风格的强制转换同样的能力。它可以转化任何内置的数据类型为其他任何的数据类型，也可以转化任何指针类型为其他的类型。它甚至可以转化内置的数据类型为指针，无须考虑类型安全或者常量的情形。不到万不得已绝对不用。

dynamic_cast: 将一个父类的指针或引用转换成一个子类的指针或引用（动态转换,通常用于将指向子类对象的父类指针进行转换成子类指针），如不能转换则返回空

（1）其他三种都是编译时完成的，dynamic_cast是运行时处理的，运行时要进行类型检查。

（2）不能用于内置的基本数据类型的强制转换。

（3）dynamic_cast转换如果成功的话返回的是指向类的指针或引用，转换失败的话则会返回NULL。

（4）使用dynamic_cast进行转换的，基类中一定要有虚函数，否则编译不通过。

B中需要检测有虚函数的原因

这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息，而这个信息存储在类的虚函数表（关于虚函数表的概念，详细可见<Inside c++ object model>）中，

只有定义了虚函数的类才有虚函数表。

（5）在类的转换时，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。向上转换即为指向子类对象的向下转换，即将父类指针转化子类指针。向下转换的成功与否还与将要转换的类型有关，即要转换的指针指向的对象的实际类型与转换以后的对象类型一定要相同，否则转换失败。

#include<iostream>

#include<cstring>

using namespace std;

class A

{

public:

virtual void f()

{

cout<<"hello"<<endl;

};

class B:public A

{

public:

void f()

{

cout<<"hello2"<<endl;

};

class C

{

void pp()

{

return;

}

};

int fun()

{

return 1;

}

int main()

{

A* a1=new B;//a1是A类型的指针指向一个B类型的对象

A* a2=new A;//a2是A类型的指针指向一个A类型的对象

B* b;

C* c;

b=dynamic_cast<B*>(a1);//结果为not null，向下转换成功，a1之前指向的就是B类型的对象，所以可以转换成B类型的指针。

if(b==NULL)

{

cout<<"null"<<endl;

}

else

{

cout<<"not null"<<endl;

}

b=dynamic_cast<B*>(a2);//结果为null，向下转换失败

if(b==NULL)

{

cout<<"null"<<endl;

}

else

{

cout<<"not null"<<endl;

}

c=dynamic_cast<C*>(a);//结果为null，向下转换失败

if(c==NULL)

{

cout<<"null"<<endl;

}

else

{

cout<<"not null"<<endl;

}

delete(a);

return 0;

}

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