C++语言基础（1）：类型转换
相关章节
「C++类的特殊成员函数（1）：构造函数」中“3 隐式类类型转换”
考虑下面的例子：
int ival = 0;
ival = 3.541 + 3; //编译器会给出警告
在计算ival的值时，C++不会把两个不同类型的值直接相加，而是提供了一套转换规则，在做加法计算前，先将两个操作数转换为同一种数据类型。
这里ival最终的值为6。在赋值操作中，不可能更改左操作数对象的类型。如果赋值操作符的左右操作数类型不同，那么右操作数会被转换为左操作数的类型。
在本例中，从double类型转换为int的过程中，会导致精度损失，大多数编辑器会给出警告：
warning: assignment to 'int' from 'double'
在上面的过程中，为了确保表达式本身的合法性，编译器对操作数的类型按照一定的规则进行了转换。这些转换规则由编译器自动执行，无需开发人员介入——有时甚至不需要开发人员了解。这种转换过程，我们称之为隐式类型转换（implicit type conversion）。
此外，由开发人员通过编码的方式进行的类型转换，我们称之为显示转换，也叫强制类型转换（cast）。
虽然有时候确实需要强制类型转换，但是它们本质上是非常危险的。
如果两个类型之间可以相互转换（conversion），则称这两个类型相关。
下面我们分别对这两种转换方式进行深入的介绍：
1 隐式类型转换
为了理解隐式类型转换，我们需要知道它们在什么时候发生，以及可能出现哪些类型的转换。
1.1 何时发生隐式类型转换
- 在混合类型的表达式中，其操作数被转换为相同的类型；
- 用作条件的表达式被转换为bool类型；
- 用一表达式初始化某个变量，或将一表达式赋值给某个变量，则该表达式被转换为该变量类型；
- 在函数调用传递实参的过程中，其操作数被转换为形参的类型。
第一点和第三点已经在上面的例子中有过说明，下面我们针对第二点和第四点举例说明：
bool func(int ival)
{
bool flag = false;
if (ival) //ival转换为bool类型，上述第二点
{
flag = true;
}
return flag;
}
int main()
{
double dval = 3.541;
func(dval); //dval转换为int类型，上述第四点
return 1;
}
1.2 隐式类型转换的种类和规则
1.2.1 算数转换（arithmetic conversion）
算数转换，保证在执行操作数之前，将二元操作符（如算数和逻辑操作符）的两个操作数转换为同一类型，并使表达式的值也具有相同的类型。
算数转换规则的核心，是保护计算值的精度不降低。在规则的内容中，定义了一个类型转换的层次，该层次规定了操作数应按什么次序转换为表达式中最宽的类型。
由于要保证计算值的精度，因此这类转换本质上依赖于机器对各数据类型的具体实现。
整形提升（integer promotion）规则：对于所有比int小的整形，包括char、signed char、unsigned char、short和unsigned short，如果该类型的所有可能的值都能包容在int内，它们就会被提升为int型，否则，它们将被提升为unsigned int。
如果将bool值提升为int，则false转化为0，而true则转化为1。
下面通过例子，我们可以理解的更透彻：
bool flag;
char cval;
short sval;
unsigned short usval;
int ival;
unsigned int uival;
long lval;
unsigned long ulval;
float fval;
double dval;
3.14159L + 'a'; //'a'转换为int，而后再转换为double long
dval + ival; //ival转换为double
dval + fval; //fval转换为double
ival = dval; //dval转换为int（截断）
flag = dval; //如果dval是0，那么flag为false，否则为true
cval + fval; //cval转换为int，而后再转换为float
sval + cval; //sval和cval都转换为int
cval + lval; //cval转换为long
ival + ulval; //ival转换为unsigned long
usval + ival; //转换取决于unsigned short和int的位宽
uival + lval; //转换取决于unsigned int和long的位宽
最后两条语句，单独说明一下。为了保证计算值的精度不降低，倒数第二条，如果int型足够表示所有unsigned short型的值，则将unsigned short转换为int，否则，将两个操作数均转换为unsigned int。相同的，对于最后一条语句，如果long型足够表示所有unsigned int型的值，则将unsigned int转换为long，否则，将两个操作数均转换为unsigned long。
1.2.2 指针转换
指针转换主要存在于下列几种情况中：
- 使用数组时，大多数情况下会将数组转换为指向第一个元素的指针；
- 指向任意数据类型的指针都可转换为void*类型；
- 整型数值常量0可转换为任意指针类型（转换后为空指针）。
对于第一条，在下列几种情况下，不会进行类型转换：
- 数组用作取地址操作符（&）的操作数时；
- 数组用作sizeof操作符的操作数时；
- 用数组对数组的引用进行初始化时。
1.2.3 转换为bool类型
算数值和指针都可以转换为bool类型。以下几种情况，转换的bool值为false：
- 算数值为0；
- 指针值为NULL；
- char型值为空字符（null）。
本质上，上述情况都可以转换为算数值0。其他情况下，均为true。
1.2.4 转换与枚举类型
C++自动将枚举类型的对象或枚举成员转换为整型，其转换结果可用于任何要求使用整数值的地方。
将enum对象或枚举成员提升为什么类型，由机器实现和枚举成员最大值共同决定，且该类型至少是int。
1.2.5 转换为const对象
- 使用非const对象初始化const对象的引用；
- 可以将非const对象的地址（或指针）转换为指向相关const类型的指针。
int i;
const int &j = i; //第一种情况
int ci = 0;
const int *p = &ci; //第二种情况
1.2.6 由标准库类型定义的转换
类类型可以定义由编译器自动执行的类型转换。该部分超出本章的讨论范围，将会在C++类的介绍中进行描述。
2 强制类型转换
建议：避免使用强制类型转换，因为其关闭或挂起了正常的类型检查。
2.1 何时需要强制类型转换
- 覆盖通常的标准转换；
- 可能存在多种转换时，需要选择一种特定的转换类型。
2.2 命名的强制类型转换
其一般形式如下：
cast-name<type>(expression);
- cast-name为static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast之一；
- type为转换的类型目标；
- expression为被强制转换的值。
强制转换的类型，指定了在expression上执行某种特定类型的转换：
2.2.1 dynamic_cast
支持运行时识别指针或引用所指向的对象。
2.2.2 const_cast
顾名思义，可以转换掉表达式的const性质。例如：
const char *pc_str;
char* pc = string_copy(const_cast<char*>(pc_str));
这里，假设有函数string_copy，我们对其唯一的char* 类型参数只读不写。当我们要传入的实参是const char* 类型时，可以通过const_cast转换掉参数的const性质。
2.2.3 static_cast
编译器隐式执行的任何类型转换都可以有static_cast显示完成；如果编译器不提供自动转换，也可以通过static_cast来实现。
//前一种情况
double d = 97.0；
char ch = static_cast<char>(d); //编译器不再报精度丢失的错误
//后一种情况
void* p = &d;
double *dp = static_cast<double*>(p);
2.2.4 reinterpret_cast
通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释。
int *ip;
char* pc = reinterpret_cast<char*>(ip);
2.3 旧式强制类型转换
在引入命名的强制类型转换操作符之前，显示强制转换用圆括号将类型括起来实现：
type (expression); //函数风格的强制类型转换写法
(type) expression; //C语言风格的强制类型转换写法
与旧式相比较，命名的强制类型转换的优点是：加强强制类型转换的可视性，开发人员可清晰辨别每个强制类型转换潜在的风险级别。
支持旧式强制转换符号，是为了对“在标准C++之前编写的程序”保持向后兼容性，并保持与C语言的兼容性。
