如何攻克 C++ 中复杂的类型转换？ _小知识

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作者 | 樱雨楼
责编 | 胡雪蕊
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
1.引言不同的数据在计算机内存中的存储方式不同，导致了“类型”这一抽象概念的出现。
对于一个变量而言，其必须要回答三个问题：
1. 在哪可以访问到这个变量的起点？
2. 从起点向后需要读取多少内存？
3. 应该如何解析读取到的二进制数据？
上述的三个问题中，问题 1，由内存地址回答，问题 2 和 3，均由类型回答。
由此可见，类型与内存地址共同构成了一个变量的完整组分。之所以不能对 void 取值，也是由于无法回答问题 2 和 3 导致。
进一步的，我们可以得到一条十分重要的结论：对于两个不同类型的变量，由于其对问题 2 和 3 的答案不同，故如果将这样的两个变量直接进行运算，在绝大多数情况下都将无法产生有价值的计算结果。
故在几乎所有的编程语言中都有一条重要的规定：不同类型的两个变量无法直接进行运算。
虽然不同类型的两个变量无法进行运算，但显然，我们可将其中的一个变量通过类型转换，转为与另一个变量类型一致，此时就满足“同类型变量才能进行运算”这一规定了。
同时，由于某些类型转换是“理所应当”的，而另一些不是，故由此又派生出两个概念：隐式类型转换与显式类型转换。
隐式类型转换指不通过专门的类型转换操作，而是通过其它规定或代码上下文隐式发生的类型转换，而显式类型转换则通过专门的类型转换操作进行转换，显式类型转换具有强制性，其将不受任何类型转换以外的因素影响，故显式类型转换又称为强制类型转换。
在 C++ 中，类型转换是一个非常复杂的话题。本文将先从隐式类型转换入手，逐步讨论各类 C++ 的类型转换话题。
2.类型提升与算术类型转换算术类型转换专指 C++ 提供的各种内置算术类型之间的隐式类型转换。
内置算术类型主要包括以下类型：
1. bool
2. char, signed char, unsigned char
3. short, int, long, long long, unsignedshort, unsigned int, unsigned long, unsigned long long
4. float, double, long double
5. size_t, ptrdiff_t, ptr_t 等其它特殊类型
算术类型转换是一类不完全明确的，且与底层密切相关的隐式类型转换。
其遵循以下几条主要原则：
1. 对于同类算术类型，如short 与 int，float 与 double，占用较小内存的类型将转换成另一类型。如 short+ int将被转换为 int + int 。此种类型转换称为类型提升。
2. 整形将转为浮点型。如 int+ double 将被转换为 double + double 。
3. 仅当无符号类型占用的内存小于有符号类型时，无符号类型才发生类型提升从而转为有符号类型，否则，有符号类型将转为无符号类型。这是一个非常需要注意的点。
参考以下代码：
int main{unsigned short a = 1;unsigned b = 1;cout << (a > -1) << " " << (b > -1) << endl; // 1 0!}上述代码中，-1 作为 int 直接量而存在，由于变量 a 是unsigned short 类型，故其将被转为 int，值仍为 1 。
但由于变量 b 的类型是与 int 同级的 unsigned 类型，故此时 -1 将被转为 unsigned 类型，这明显不是我们需要的结果。
由此可见，当有符号类型与无符号类型（如 size_t）发生混用时，一定要小心可能会发生的隐式类型转换。
3.转换构造函数3.1 定义转换构造函数
C++ 中，如果一个构造函数满足以下所有条件，则其成为一个转换构造函数：
1. 至多有一个不含默认值的形参。这主要包括以下几种情况：

构造函数只有一个形参
构造函数有不止一个形参，但只有第一形参无默认值
构造函数有不止一个形参，但全部形参均有默认值

2. 第一形参的类型不为类本身或其附加类型（否则此构造函数将成为拷贝构造函数或移动构造函数）
如果一个类定义了某种转换构造函数，则被定义的类型将可以通过任何类型转换方式转为当前类类型。这常见于以下几种情况：
1. 赋值时发生的隐式类型转换
2. 实参传递时发生的隐式类型转换
3. 基于 static_cast 的显式类型转换
参考以下代码：
c++struct A { A (int) {} }; // 转换构造函数void test(A) {}int main{A _ = 0; // 赋值时发生的隐式类型转换test(0); // 实参传递时发生的隐式类型转换}上述代码中，我们为类A 定义了从 int 到 A 的转换构造函数。则此时，我们既可以将一个 int 直接赋值给类型为 A 的变量，也可以直接将一个 int 作为实参传给类型为 A 的形参。这两种情况发生时，都隐式地通过转换构造函数构造了类 A 的一个实例。