C++中的類型轉換函數


基礎類型轉換

  • 標準數據類型之間會進行隱式的類型安全轉換
  • 轉換規則如下:
    (char -> short)-> int -> unsigned int -> long -> unsigned long -> float -> double

舉個例子:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{   
    short s = 'a';
    unsigned int ui = 1000;
    int i = -2000;
    double d = i;
    
    //把int類型的i轉換成double類型,但都是有符號的
    //輸出-2000
    cout << "d = " << d << endl;
    
    //輸出1000,不涉及類型轉換
    cout << "ui = " << ui << endl;
    //把有符號的int類型轉換成無符號的int,
    //再進行相加
    //輸出4294966296
    cout << "ui + i = " << ui + i << endl;
    
    //unsigned int比int類型要大,所以結果必大于0
    if( (ui + i) > 0 )
    {
        cout << "Positive" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Negative" << endl;
    }
    
    //這里把short 和 char 類型全部轉換為int類型再取大小
    //所以這里輸出4
    cout << "sizeof(s + 'b') = " << sizeof(s + 'b') << endl;
    
    return 0;
}

基礎類型轉類類型

首先看一段代碼

#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;
}

這段代碼的輸出結果是:

100

有沒有想過為什么呢?
其實這里涉及到一個 轉換構造函數

  • 轉換構造函數可以定義不同類型的參數
  • 轉換構造函數在類型轉換時被調用
  • 參數滿足下列條件時成為 轉換構造函數
    • 有且僅有一個參數
    • 參數是基本類型
    • 參數是其它類類型(不是當前類類型)

學習了這個新知識以后,就可以推斷出編譯器的行為了:

  1. 100這個立即數默認為int類型,不能直接賦值給t對象
  2. 看看有沒有轉換構造函數
  3. 發現Test類中定義了Test(int i),可以進行轉換
  4. 那就把t = 100默認等價為:t = Test(100)

所以最終的結果是編譯器調用了轉換構造函數把int類型的值賦值給成員變量。

注意:

  • 編譯器盡力嘗試的結果是隱式類型轉換
  • 隱式類型轉換
    • 會讓程序以意想不到的方式進行工作
    • 是工程中Bug的重要來源

所以這里再學習一個知識點: explicit 關鍵字:

  • 工程中通過 explicit 關鍵字杜絕編譯器的轉換嘗試
  • explicit 關鍵字用于杜絕隱式類型轉換
  • 轉換構造函數被 explicit 修飾時只能進行顯示轉換
    • 轉換方式
      • static-cast< ClassName > ( value )
      • ClassName ( value )
      • ( ClassName ) value; //不推薦

舉個例子:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test()
    {
        mValue = 0;
    }
    //顯示的修飾轉換構造函數
    explicit Test(int i)
    {
        mValue = i;
    }
    //重載加號操作符
    Test operator + (const Test& p)
    {
        Test ret(mValue + p.mValue);
        
        return ret;
    }
    
    int value()
    {
        return mValue;
    }
};

int main()
{   
    Test t;
    
    //由于是顯示的修飾轉換構造函數
    //所以使用static_cast 來顯示的轉換
    // 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;
}

類類型轉基礎類型

既然可以將一個基礎類型數據轉為類對象,那么可不可以將類對象轉為基礎類型數據呢? 這里我們繼續學一個知識點 類型轉換函數

  • C++類中可以定義 類型轉換函數
  • 類型轉換函數 用于將類對象轉換為其它類型
  • 語法規則:
operator Type()
{
    Type ret;

    // .....

    return ret;
}

舉個例子:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int i = 0)
    {
        mValue = i;
    }
    int value()
    {
        return mValue;
    }
    //定義類型轉換函數
    operator int ()
    {
        return mValue;
    }
};

int main()
{   
    Test t(100);
    //將類類型轉為基礎數據類型
    int i = t;
    
    cout << "t.value() = " << t.value() << endl;
    cout << "i = " << i << endl;
    
    return 0;
}

再來學幾個關于 類型轉換函數 的知識點吧:

  • 轉換構造函數具有同等的地位
  • 使得編譯器有能力將對象轉換為其它類型
  • 編譯器能夠隱式的使用類型轉換函數

類類型之間轉換

學會了 類類型基礎類型 的相互轉換以后,最后學一下 '類類型' 之間的轉換。

其實 類類型之間的轉換也使用到 類型轉換函數。如下:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test;

class Value
{
public:
    Value()
    {
    }
    //因為這里的轉換構造函數會和類型轉換函數沖突
    //所以這里直接顯式的聲明不進行隱式轉換
    explicit Value(Test& t)
    {
    }
};

class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int i = 0)
    {
        mValue = i;
    }
    int value()
    {
        return mValue;
    }
    //這里使用類型轉換函數
    //規定轉為Value類
    operator Value()
    {
        Value ret;
        cout << "operator Value()" << endl;
        return ret;
    }
};

int main()
{   
    Test t(100);
    //這里直接把Test類轉換為Value類
    Value v = t;
    
    return 0;
}

注意:

  • 無法抑制隱式的類型轉換函數調用
  • 類型轉換函數可能與轉換構造函數沖突
  • 工程中以 Type toType( ) 的公有成員函數代替類型轉換函數
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