显式类型转换与隐式类型转换

在C++中，类型转换是将一个类型的值转换为另一个类型的操作，分为隐式类型转换（编译器自动完成）和显式类型转换（程序员主动指定）两类。

一、隐式类型转换（自动转换）

编译器在特定场景下自动触发的转换，无需程序员干预，通常发生在“类型兼容且安全”的场景中。

1. 基础数据类型的隐式转换（小范围→大范围）

当“小类型”赋值给“大类型”时，编译器自动转换（无数据丢失）：

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){// 1. char → int（小整数类型→大整数类型）charc='a';// 'a'的ASCII值是97inti=c;// 隐式转换：c的97自动转为int类型cout<<"i = "<<i<<endl;// 输出：97// 2. int → double（整数→浮点数）intnum=10;doubled=num;// 隐式转换：10自动转为10.0cout<<"d = "<<d<<endl;// 输出：10// 3. 表达式中的隐式转换（混合类型运算）inta=5;doubleb=2.5;doubleres=a+b;// a（int）隐式转为double，结果为7.5cout<<"res = "<<res<<endl;// 输出：7.5return0;}

2. 类的隐式转换（单参数构造函数/类型转换运算符）

• 单参数构造函数：允许用该参数类型的值“隐式构造”类对象；
• 类型转换运算符：允许类对象“隐式转换”为其他类型。

#include<iostream>usingnamespacestd;classMyInt{private:int_val;public:// 单参数构造函数：允许int→MyInt的隐式转换MyInt(intval):_val(val){}// 类型转换运算符：允许MyInt→int的隐式转换operatorint()const{return_val;}voidshow()const{cout<<"MyInt: "<<_val<<endl;}};intmain(){// 1. int → MyInt（单参数构造函数的隐式转换）MyInt mi=100;// 等价于 MyInt mi(100)，隐式转换mi.show();// 输出：MyInt: 100// 2. MyInt → int（类型转换运算符的隐式转换）intnum=mi;// 隐式转换为intcout<<"num = "<<num<<endl;// 输出：100return0;}

二、显式类型转换（强制转换）

程序员通过转换操作符主动指定的转换，用于“编译器不会自动转换”的场景（可能存在风险）。C++提供4种显式转换： static_cast 、 dynamic_cast 、 const_cast 、 reinterpret_cast 。

1. static_cast ：静态类型转换（编译期检查）

用于相关类型的转换（如基本类型、类的向上/向下转型），编译期检查合法性，但不保证运行时安全。

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){// 1. 基本类型转换（大→小，可能丢失数据）doubled=3.14;inti=static_cast<int>(d);// 显式转换：3.14→3cout<<"i = "<<i<<endl;// 输出：3// 2. 类的向上转型（子类→父类，安全）classBase{};classDerived:publicBase{};Derived*d_ptr=newDerived();Base*b_ptr=static_cast<Base*>(d_ptr);// 向上转型，安全// 3. 类的向下转型（父类→子类，不安全，编译期不检查）Base*b=newBase();Derived*d2=static_cast<Derived*>(b);// 编译通过，但运行时可能出错deleted_ptr;deleteb;return0;}

2. dynamic_cast ：动态类型转换（运行期检查）

仅用于类的指针/引用，主要用于向下转型，运行期检查类型兼容性，失败时返回 nullptr （指针）或抛出异常（引用）。

#include<iostream>usingnamespacestd;classBase{public:virtualvoidshow()const{cout<<"Base"<<endl;}// 虚函数，支持多态};classDerived:publicBase{public:voidshow()constoverride{cout<<"Derived"<<endl;}};intmain(){Base*b1=newDerived();// 父类指针指向子类对象Base*b2=newBase();// 父类指针指向父类对象// 1. 安全的向下转型（b1指向子类）Derived*d1=dynamic_cast<Derived*>(b1);if(d1){d1->show();// 输出：Derived}// 2. 不安全的向下转型（b2指向父类）Derived*d2=dynamic_cast<Derived*>(b2);if(!d2){cout<<"d2 is nullptr"<<endl;// 输出：d2 is nullptr}deleteb1;deleteb2;return0;}

3. const_cast ：常量性转换

用于移除/添加 const 属性，仅能用于指针/引用，不能用于普通变量。

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){constintnum=10;// 移除const（仅当原变量不是const时安全）int*p=const_cast<int*>(&num);*p=20;// 未定义行为（原num是const，修改会导致错误）cout<<"num = "<<num<<endl;// 可能输出10（编译器优化）// 安全场景：原变量不是const，指针被const修饰intval=5;constint*cp=&val;int*np=const_cast<int*>(cp);*np=15;cout<<"val = "<<val<<endl;// 输出：15return0;}

4. reinterpret_cast ：重新解释转换

用于不相关类型的转换（如指针→整数、不同类型指针互转），是最“暴力”的转换，仅重新解释二进制，不做类型检查，风险极高。

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){// 1. 指针→整数inta=10;int*p=&a;uintptr_t addr=reinterpret_cast<uintptr_t>(p);// 指针转为无符号整数cout<<"addr = "<<addr<<endl;// 输出指针的地址值// 2. 不同类型指针互转doubled=3.14;int*dp=reinterpret_cast<int*>(&d);// double指针→int指针// *dp的值是无意义的（二进制被重新解释）cout<<"*dp = "<<*dp<<endl;return0;}

三、隐式 vs 显式转换的区别