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[導(dǎo)讀]本節(jié)教程將著重講解 C 中的類型轉(zhuǎn)換問題,其中就包括:dynamic_cast、static_cast、reinterpret_cast以及const_cast。

前言

在前一則教程中,我們闡述了多態(tài)的相關(guān)概念,其中就包括實現(xiàn)多態(tài)所必須的虛函數(shù),以及使用多態(tài)這個性質(zhì)時一些限制的內(nèi)容,本節(jié)教程將著重講解?C 中的類型轉(zhuǎn)換問題,其中就包括:dynamic_cast、static_cast、reinterpret_cast以及const_cast。

C語言的類型轉(zhuǎn)換

隱式類型轉(zhuǎn)換

我們在使用C語言進(jìn)行編程的時候,時常會涉及到類型轉(zhuǎn)換的問題,我們首先就隱式的類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行闡述,話不多說,我們來看一段代碼:

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????double?d?=?100.1;
????int?i?=?d;??//?double?to?int
????char?*str?=?"100ask.taobao.com";
????int?*p?=?str;?//?char?*?to?int?*

????printf("i?=?%d,?str?=?0x%x,?p?=?0x%x\n",?i,?str,?p);

????return?0;
}
單就上述的代碼來看,就涉及到我們所說的隱式轉(zhuǎn)換,int i = d這句代碼就是?intdouble的隱式轉(zhuǎn)換,而int *p = str所涉及的就是char*?到?int *的轉(zhuǎn)換,上述代碼編譯的結(jié)果如下所示:

image-20210220203259062
看到上述編譯信息,我們看到三個警告信息,第一個警告信息說的是?int *p =str;這句代碼,int *p這是一個變量,要去操作str這個字符串,這個字符串是一個常量,這個警告旨在提醒程序員要注意這個地方;第二個警告和第三個警告的意思都是一樣的,因為程序使用的是?%x進(jìn)行輸出,那么這個輸出的變量就需要是?unsigned int的,但是這里輸出的兩個變量信息,一個str,一個p,都不是?unsigned int的,所以也就造成了警告。

強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

那么要如何消除這些警告呢,這個時候,就需要使用顯示轉(zhuǎn)換,在?C語言中也被稱之為是強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,代碼如下所示:

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????double?d?=?100.1;
????int?i?=?d;??//?double?to?int
????char?*str?=?"100ask.taobao.com";
????int?*p?=?(int?*)str;?//?char?*?to?int?*?這里進(jìn)行了更改

????printf("i?=?%d,?str?=?0x%x,?p?=?0x%x\n",?i,?(unsigned?int)str,?(unsigned?int)p);?//?這里進(jìn)行了更改

????return?0;
}
這個時候,在編譯代碼的時候,編譯信息如下所示:

image-20210220204015157
這個時候,我們可以看到剛剛?cè)齻€警告信息已經(jīng)沒有了,但是又出來了兩個警告,這個是什么意思呢?這是因為當(dāng)前使用的系統(tǒng)是64位的,那么?char *int *8個字節(jié),但是unsigned int來說,只有4個字節(jié),所以也就造成了上述的警告,但是這個警告與本節(jié)所講的類型轉(zhuǎn)換無關(guān),其涉及到所使用的編譯平臺的區(qū)別。

C 的類型轉(zhuǎn)換

本節(jié)的核心內(nèi)容還是講解?C 的,上述中的?C語言部分是為了引出C 的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,在上述中,我們提及了?C語言的隱式轉(zhuǎn)換和強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,實際上在?C 中也有與之對應(yīng)的內(nèi)容,在?C 中跟強(qiáng)制轉(zhuǎn)換效果一樣的便是reinterpret_cast。

reinterpret_cast

reinterpret_cast的效果就相當(dāng)于是?C語言中的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,使用方法如下面代碼所示:

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????double?d?=?100.1;
????int?i?=?d;??//?double?to?int
????char?*str?=?"100ask.taobao.com";
????int?*p?=?reinterpret_cast<int?*>(str);?//?char?*?to?int?*

????printf("i?=?%d,?str?=?0x%x,?p?=?0x%x\n",?i,?reinterpret_cast<unsigned?int>(str),?reinterpret_cast<unsigned?int>(p));

????return?0;
}
將上述代碼進(jìn)行編譯,編譯結(jié)果如下所示:

image-20210220205252531
編譯之后,如上圖所示,出現(xiàn)了兩個錯誤,這個錯誤也是剛剛在?C語言編譯時警告所提及的,就是因為當(dāng)前的操作系統(tǒng)是?64位的,而char *int *8個字節(jié),但是unsigned int4個字節(jié),將8個字節(jié)的變量轉(zhuǎn)換為4個字節(jié)會導(dǎo)致精度降低,我們按照錯誤提示在編譯選項中又加入了一項,便消除了錯誤,編譯命令以及編譯結(jié)果如下圖所示:

image-20210220205602226

const_cast

在上述編譯結(jié)果中,我們可以看到第一個警告信息,說的是char* str = "100ask.taobao.com"這條代碼,意思是"100ask.taobao.com"這個字符串是?const的,但是?str并不是?const的,所以我們在?char *str前加上?const,這樣做會存在什么問題呢,更改后的代碼如下所示:

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????double?d?=?100.1;
????int?i?=?d;??//?double?to?int
????const?char?*str?=?"100ask.taobao.com";
????int?*p?=?reinterpret_cast<int?*>(str2);//?char?*?to?int?*

????printf("i?=?%d,?str?=?0x%x,?p?=?0x%x\n",?i,?reinterpret_cast<unsigned?int>(str),?reinterpret_cast<unsigned?int>(p));

????return?0;
}
代碼編譯的結(jié)果如下所示:

image-20210220210313863
出現(xiàn)了一個錯誤,錯誤的意思是不能將?const char*轉(zhuǎn)換為int *的,更改的思路也很清晰,不能將const的轉(zhuǎn)換為非const的,那么就將?const去掉就好了,這個時候,就需要使用到?const_cast了,具體代碼如下所示:

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????double?d?=?100.1;
????int?i?=?d;??//?double?to?int
????const?char?*str?=?"100ask.taobao.com";
????char?*str2?=?const_cast<char?*>(str);???//更改過的
????int?*p?=?reinterpret_cast<int?*>(str2);?//?char?*?to?int?*

????printf("i?=?%d,?str?=?0x%x,?p?=?0x%x\n",?i,?reinterpret_cast<unsigned?int>(str),?reinterpret_cast<unsigned?int>(p));

????return?0;
}
繼續(xù)編譯代碼,代碼編譯結(jié)果如下所示:

image-20210220210745834
這個時候,代碼就是正確的了。

dynamic_cast

動態(tài)類型轉(zhuǎn)換,要說清楚這個概念,需要將之前的一個例子拿出來敘述,人類,中國人,英國人這個例子,先回顧下這幾個類的代碼,代碼如下所示:

class?Human?
{

private:
????int?a;
public:
????virtual?void?eating(void)?{?cout<<"use?hand?to?eat"<<endl;?}
????virtual?~Human()?{?cout<<"~Human()"<<endl;?}
????virtual?Human*?test(void)?{cout<<"Human's?test"<<endl;?return?this;?}
};

class?Englishman?:?public?Human?
{
public:
????void?eating(void)?{?cout<<"use?knife?to?eat"<<endl;?}
????virtual?~Englishman()?{?cout<<"~Englishman()"<<endl;?}
????virtual?Englishman*?test(void)?{cout<<"Englishman's?test"<<endl;?return?this;?}
};

class?Chinese?:?public?Human?
{
public:
????void?eating(void)?{?cout<<"use?chopsticks?to?eat"<<endl;?}
????virtual?~Chinese()?{?cout<<"~Chinese()"<<endl;?}
????virtual?Chinese*?test(void)?{cout<<"Chinese's?test"<<endl;?return?this;?}
};
上述是這幾個類的代碼實現(xiàn),在之前的代碼中,我們還編寫了一個測試函數(shù),代碼如下所示:

void?test_eating(Human
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