详解C++ 转换的非正式分类

2022-01-20 15:26:09 作者：mkckr0

C++ 正式分类方法是直接按语法分类，分为：隐式转换和显示转换。这篇文章主要介绍了C++ 转换的非正式分类,需要的朋友可以参考下

C++ 正式分类方法是直接按语法分类，分为：隐式转换和显示转换。隐式转换又称为标准转换。显示转换又分为：C 风格转换、函数风格转换、C++ 风格转换。C++风格转换就是 static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast 这 4 种。

有很长一段时间我都有这样的疑问：转换前的对象和转换后的对象是不是同一个？

现在，我引入一种非正式分类方法，分为：同对象转换和异对象转换。这两个术语是我自己编的，只是为了方便说明问题。

同对象转换：转换后的对象和转换前的对象是同一个，也就是不会构造一个新的对象，还是使用原来的对象。
异对象转换：转换后的对象和转换前的对象不是同一个，也就是会构造一个新的的对象。

下面分别说明这两种转换的典型情况。

一、同对象转换

所有的值类别转换及其变形都是同对象转换。

1. 值类别转换

C++ 的值类别可以使用 static_cast 进行转换，属于同对象转换。注意：static_cast<T&>() 和 static_cast<T&&>() 的语义不是将一个对象转换为一个引用，而是转换对象的值类别，使其能被对应的引用绑定。

// 左值转换为左值
int a = 1;
static_cast<int&>(a) = 2;
std::cout << a << std::endl;
// 输出：2

// 左值转换为右值
int a = 1;
int&& b = static_cast<int&&>(a);
b = 2;
std::cout << a << std::endl;
// 输出：2

// 右值转换为右值，转换前对象为非字面量
int a = 1;
int&& b = static_cast<int&&>(static_cast<int&&>(a));
b = 2;
std::cout << a << std::endl;
// 输出：2

2. 借助值类别转换进行 OOP 转换

这种情况带有值类别转换，属于同对象转换。

// upcast
struct A
{
    int x = 1;
};

struct B : A
{
};

B b;
static_cast<A&>(b).x = 2;
std::cout << b.x << std::endl;
// 输出：2

// downcast
struct A
{
    int x = 1;
};

struct B : A
{
};

B b;
static_cast<B&>(static_cast<A&>(b)).x = 2;
std::cout << b.x << std::endl;
// 输出：2

// sidecast
struct A1
{
    virtual void f1() {}
    int x = 1;
};

struct A2
{
    virtual void f2() {}
    int y = 1;
};

struct B : A1, A2
{
};

B b;
dynamic_cast<A2&>(static_cast<A1&>(b)).y = 2;
std::cout << b.y << std::endl;
// 输出：2

2. 借助值类别转换进行 const_cast 转换

这种情况带有值类别转换，也是同对象转换。注意：通过 const_cast 修改原本为 const 的对象是未定义行为。

struct A
{
    int x = 1;
};

{
    int a;
    const_cast<int&>(const_cast<const int&>(a)) = 2;
    std::cout << a << std::endl;
}
{
    A a;
    const_cast<A&>(const_cast<const A&>(a)).x = 2;
    std::cout << a.x << std::endl;
}
/* 输出：
2
2
*/

二、异对象转换

所有的非值类别转换都是异对象转换。

1. 普通的类型转换

// 标量类型
int a = 1;
int&& b = static_cast<int>(a);
b = 2;
std::cout << a << std::endl;
// 输出：1

// 类类型
struct A
{
    A() {
        std::cout << "A::A() " << x << std::endl;
    }
    A(const A&) {
        std::cout << "A::A(const A&) " << x << std::endl;
    }
    ~A() {
        std::cout << "A::~A() " << x << std::endl;
    }
    int x = 1;
};

A a;
A&& b = static_cast<A>(a);
b.x = 2;
std::cout << b.x << std::endl;
/* 输出：
A::A() 1
A::A(const A&) 1
2
A::~A() 2
A::~A() 1
*/

2. 指针转换

转换之后，指针本身是异对象，指针所指的对象是同对象。这种情况也包含：借助指针进行 OOP 转换，借助指针进行 const_cast 转换。

int* a = new int;
std::cout << a << std::endl;
int* && r = static_cast<int*>(a);
r = nullptr;
std::cout << a << std::endl;
/* 输出：
0x1ffdeb0 0x1ffdeb0
*/

到此这篇关于C++ 转换的非正式分类的文章就介绍到这了,更多相关C++ 转换非正式分类内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！