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C++显性契约与隐性规则：类型转换

news 来源：原创 2025/6/13 23:23:08

文章目录

1.传统的类型转换
2.C++强制类型转换
- 2.1 static_cast
- 2.2 reinterpret_cast
- 2.3 const_cast
- 2.4 dynamic_cast
3.RTTI
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关于类型转换，通常是隐式转换或者强制转换，C++ 提供了一些能够显式表示转换的运算符，能够更好的规避一些风险和错误

1.传统的类型转换

在 C 语言中，如果赋值运算符左右两侧类型不同，或者形参与实参类型不匹配，或者返回值类型与接收返回值类型不一致时，就需要发生类型转化

void Test()
{int i = 1;// 隐式类型转换double d = i;printf("%d, %.2f\n", i, d);int* p = &i;// 显示的强制类型转换int address = (int)p;printf("%x, %d\n", p, address);
}

转换分为显式和隐式：

隐式类型转化：编译器在编译阶段自动进行，能转就转，不能转就编译失败
显式类型转化：需要用户自己处理

然而这两种转换的前提是逻辑相近：

基本类型间的转换（如 int ↔ double）
继承层级中的转换（如子类→父类、父类→子类）
用户定义的转换（如 operator T() 或带参数的构造函数）

string s;
vector<int> = (vector<int>) s;

这种转换就会失败，因为逻辑不相近

对于强制转换还有一种特殊易错的场景

int main()
{const int n = 10;int* p = (int*) &n;(*p)++;string s;vector<int> = (vector<int>) s;cout << n << endl;cout << *p << endl;return 0;
}

无论是有点 C 语言基础的人，甚至是学完 C++ 的初学者，都很容易认为这里的输出结果是：n 为 11，*p 为 11。但是结果并非所愿，输出结果：n 为 10，*p 为 11

实际上这里涉及到存储规则的问题，因为 n 是 const 变量，那么会被识别为一个常变量，可能会是一个经常被使用的值，就把 n 存入寄存器，把频繁使用的变量的值暂存到寄存器中，这样在后续对该变量的读取操作中，就不需要每次都去内存中读取，直接从寄存器中获取即可，因为寄存器的读写速度比内存快很多

通常 cout 输出的值都是在内存里读取的，相比寄存器，内存读写速度较慢，但内存容量相对寄存器大很多，大多的代码都是存在这里的

因此这里输出的 n 是取自内存器，*p 取自内存

volatile const int n = 10;

volatile 关键字表示该变量的值可能会在程序未明确指定的情况下被改变，编译器不会对其进行优化，即不会被存入寄存器，这样取到的 n 就是内存中及时更新的值

C 风格的转换格式很简单，但是有不少缺点的：

隐式类型转化有些情况下可能会出问题：比如数据精度丢失
显式类型转换将所有情况混合在一起，代码不够清晰

因此 C++ 提出了自己的类型转化风格，注意因为 C++ 要兼容 C 语言，所以 C++ 中还可以使用 C 语言的转化风格

2.C++强制类型转换

2.1 static_cast

int main()
{double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;return 0;
}

static_cast 需要逻辑上的相近性

2.2 reinterpret_cast

int main()
{// 这里使用static_cast会报错，应该使用reinterpret_cast//int *p = static_cast<int*>(a);int* p = reinterpret_cast<int*>(a);return 0;
}

reinterpret_cast 几乎无类型限制，不要求类型相近，可强制转换任意指针或整数类型，但极其危险，可能导致：

违反别名规则（如通过 char* 修改 int）
函数指针转换后调用，引发崩溃
平台依赖（如不同架构的指针大小不同）

2.3 const_cast

void Test()
{volatile const int a = 2;int* p = const_cast<int*>(&a);*p = 3;cout << a << endl;
}

仅改变类型的 const / volatile 属性，这里用 reinterpret_cast 也不行的，因为 const 的转换是有风险的

2.4 dynamic_cast

class A
{
public:virtual void f() {}
};class B : public A
{};void fun(A* pa)
{// dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回B* pb1 = static_cast<B*>(pa);B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa);cout << "pb1:" << pb1 << endl;cout << "pb2:" << pb2 << endl;
}
int main()
{A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}