《Hello C++》3.7 类型转换

在 C++ 中，类型转换是将一种数据类型的值转换为另一种数据类型的过程。C++ 提供了多种类型转换方式，主要分为隐式类型转换和显式类型转换。

隐式类型转换

隐式类型转换也称为自动类型转换，是由编译器自动完成的，不需要程序员手动干预。

程序代码3-5

#include <iostream>

// 定义一个函数，用于打印整数
void printNumber(int num)
{
    std::cout << "传入函数的数字: " << num << std::endl;
}

int main()
{
    // 算术运算中的类型提升示例
    int a = 10;
    double b = 3.14;
    // 在加法运算中，int 类型的 a 会自动转换为 double 类型
    double result = a + b; 
    std::cout << "算术运算结果（类型提升）: " << result << std::endl;

    /* ================================================================ */
    // 赋值时的类型转换示例
    double num = 3.14;
    // double 类型的 num 会自动转换为 int 类型，小数部分丢失
    int integerNum = num; 
    std::cout << "赋值转换后的整数: " << integerNum << std::endl;

    /* ================================================================ */
    // 函数调用时的类型转换示例
    short s = 10;
    // short 类型的 s 会自动转换为 int 类型传递给函数
    printNumber(s); 

    return 0;
}

1. 算术运算中的类型提升

在进行算术运算时，如果操作数的类型不同，编译器会将较低类型提升为较高类型，以确保运算的准确性。类型提升的顺序大致为：char/short -> int -> long -> long long -> float -> double。

2. 赋值时的类型转换
   当将一个值赋给不同类型的变量时，编译器会尝试进行隐式类型转换。如果目标类型能够容纳源类型的值，则转换成功；否则可能会导致数据丢失。

3. 函数调用时的类型转换
   在函数调用时，如果实参的类型与形参的类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换。

在程序代码3-5中我们清楚的演示了以上三种隐式类型转换的案例，在这个案例中 int 类型的 a 会自动转换为 double 类型。double 类型的 num 会自动转换为 int 类型但会丢失小数部分。short 类型的 s 也会自动转换为 int 类型传递给函数 printNumber。

显式类型转换

C++ 还允许通过强制类型机制显式的进行类型转换，显式类型转换也称为强制类型转换，需要程序员手动指定转换的类型。（C++ 必须有类型规则，而有时候又需要推翻这些死板的规则）。C++ 提供了四种显式类型转换操作符，这将在第15章详细介绍，这里先进行简单说明。

1. static_cast

static_cast 用于基本数据类型之间的转换，以及具有继承关系的类对象指针或引用之间的转换。它在编译时进行类型检查，不进行运行时的类型检查。

2. dynamic_cast

dynamic_cast 主要用于具有继承关系的类对象指针或引用之间的安全向下转换（将基类指针或引用转换为派生类指针或引用）。它在运行时进行类型检查，如果转换不安全则返回空指针（对于指针转换）或抛出 std::bad_cast 异常（对于引用转换）。

3. const_cast
const_cast 用于去除变量的 const 或 volatile 限定符。它只能用于改变对象的常量性或易变性，不能用于改变对象的类型。

4. reinterpret_cast

reinterpret_cast 用于进行最底层的类型转换，它可以将一个指针转换为任意其他类型的指针，也可以将整数类型转换为指针类型。这种转换非常危险，因为它不进行任何类型检查，可能会导致未定义行为。

旧式强制类型转换

C 风格的强制类型转换

这是从 C 语言继承过来的强制类型转换方式，其基本格式为：

(type)expression

其中，type 是目标类型，expression 是需要进行类型转换的表达式。这种转换方式简单直接，但它缺乏类型检查，会在多种不同类型转换场景下使用，可能带来一些潜在风险。

在 C++ 中，还可以使用类似于 C 语言的旧式强制类型转换，语法为 (type)expression。这种转换方式比较简单，但不够安全，因为它会尝试进行各种可能的类型转换，容易导致意外的结果。

#include <iostream>
int main()
{
    double num = 3.14;
    int integerNum = (int)num; // 旧式强制类型转换
    std::cout << "Integer number: " << integerNum << std::endl;
    return 0;
}

综上 C++ 中的类型转换提供了多种方式，你可以根据具体的需求选择合适的类型转换方法。在进行类型转换时，要注意避免数据丢失和未定义行为，尽量使用安全的类型转换操作符。