C++中的类型转换函数

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基础类型转换

• 标准数据类型之间会进行隐式的类型安全转换
• 转换规则如下：
  （char -> short）-> int -> unsigned int -> long -> unsigned long -> float -> double

举个例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{   
    short s = 'a';
    unsigned int ui = 1000;
    int i = -2000;
    double d = i;
    
    //把int类型的i转换成double类型，但都是有符号的
    //输出-2000
    cout << "d = " << d << endl;
    
    //输出1000,不涉及类型转换
    cout << "ui = " << ui << endl;
    //把有符号的int类型转换成无符号的int，
    //再进行相加
    //输出4294966296
    cout << "ui + i = " << ui + i << endl;
    
    //unsigned int比int类型要大，所以结果必大于0
    if( (ui + i) > 0 )
    {
        cout << "Positive" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Negative" << endl;
    }
    
    //这里把short 和 char 类型全部转换为int类型再取大小
    //所以这里输出4
    cout << "sizeof(s + 'b') = " << sizeof(s + 'b') << endl;
    
    return 0;
}

基础类型转类类型

首先看一段代码

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test()
    {
        mValue = 0;
    }
    
    Test(int i)
    {
        mValue = i;
    }
    
    int value()
    {
        return mValue;
    }
};

int main()
{
    Test t;
    t = 100;
    cout << t.value() << endl;
    return 0;
}

这段代码的输出结果是：

100

有没有想过为什么呢？
其实这里涉及到一个 转换构造函数 ：

• 转换构造函数可以定义不同类型的参数
• 转换构造函数在类型转换时被调用
• 参数满足下列条件时成为 转换构造函数
  • 有且仅有一个参数
  • 参数是基本类型
  • 参数是其它类类型（不是当前类类型）

学习了这个新知识以后，就可以推断出编译器的行为了：

1. 100这个立即数默认为int类型，不能直接赋值给t对象
2. 看看有没有转换构造函数
3. 发现Test类中定义了Test(int i)，可以进行转换
4. 那就把t = 100默认等价为：t = Test(100)

所以最终的结果是编译器调用了转换构造函数把int类型的值赋值给成员变量。

注意：

• 编译器尽力尝试的结果是隐式类型转换
• 隐式类型转换
  • 会让程序以意想不到的方式进行工作
  • 是工程中Bug的重要来源

所以这里再学习一个知识点： explicit 关键字：

• 工程中通过 explicit 关键字杜绝编译器的转换尝试
• explicit 关键字用于杜绝隐式类型转换
• 转换构造函数被 explicit 修饰时只能进行显示转换
  • 转换方式
    • static-cast< ClassName > ( value )
    • ClassName ( value )
    • ( ClassName ) value; //不推荐

举个例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test()
    {
        mValue = 0;
    }
    //显示的修饰转换构造函数
    explicit Test(int i)
    {
        mValue = i;
    }
    //重载加号操作符
    Test operator + (const Test& p)
    {
        Test ret(mValue + p.mValue);
        
        return ret;
    }
    
    int value()
    {
        return mValue;
    }
};

int main()
{   
    Test t;
    
    //由于是显示的修饰转换构造函数
    //所以使用static_cast 来显示的转换
    // t = Test(5);
    t = static_cast<Test>(5);  
    
    Test r;
    // r = t + Test(10);
    r = t + static_cast<Test>(10);   
    cout << r.value() << endl;
    
    return 0;
}

类类型转基础类型

既然可以将一个基础类型数据转为类对象，那么可不可以将类对象转为基础类型数据呢？ 这里我们继续学一个知识点 类型转换函数 ：

• C++类中可以定义 类型转换函数
• 类型转换函数 用于将类对象转换为其它类型
• 语法规则：

operator Type()
{
    Type ret;

    // .....

    return ret;
}

举个例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int i = 0)
    {
        mValue = i;
    }
    int value()
    {
        return mValue;
    }
    //定义类型转换函数
    operator int ()
    {
        return mValue;
    }
};

int main()
{   
    Test t(100);
    //将类类型转为基础数据类型
    int i = t;
    
    cout << "t.value() = " << t.value() << endl;
    cout << "i = " << i << endl;
    
    return 0;
}

再来学几个关于 类型转换函数 的知识点吧：

• 与 转换构造函数具有同等的地位
• 使得编译器有能力将对象转换为其它类型
• 编译器能够隐式的使用类型转换函数

类类型之间转换

学会了 类类型 和 基础类型 的相互转换以后，最后学一下 '类类型' 之间的转换。

其实 类类型之间的转换也使用到 类型转换函数。如下：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test;

class Value
{
public:
    Value()
    {
    }
    //因为这里的转换构造函数会和类型转换函数冲突
    //所以这里直接显式的声明不进行隐式转换
    explicit Value(Test& t)
    {
    }
};

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int i = 0)
    {
        mValue = i;
    }
    int value()
    {
        return mValue;
    }
    //这里使用类型转换函数
    //规定转为Value类
    operator Value()
    {
        Value ret;
        cout << "operator Value()" << endl;
        return ret;
    }
};

int main()
{   
    Test t(100);
    //这里直接把Test类转换为Value类
    Value v = t;
    
    return 0;
}

注意：

• 无法抑制隐式的类型转换函数调用
• 类型转换函数可能与转换构造函数冲突
• 工程中以 Type toType( ) 的公有成员函数代替类型转换函数