C语言类型转换的问题
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思考+回忆
问题表现：
实例1：
问题表现：
解析：
改进：
问题表现：
解析：
改进：
C++的改进方案
1.static_cast
2.dynamic_cast
3.const_cast
4.reinterpret_cast
下期预告：C语言整数溢出的问题
今天这篇我们来梳理一下类型转换中会引起的错误。
思考+回忆
大家还记得补码的内容吗，那节内容说得就是关于有符号的数和无符号的数的表达。现在请大家思考一下-1的二进制怎么表示，结合前面的补码中有符号数的规则想一想。
答案：1111 1111 （32位）
怎么样你想到了吗？（不确定的同学可以看我前面关于补码的内容）
（提升补充内容——补码）
问题表现：
因为隐形的类型转换导致的运算错误。
实例1：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[]={1,2,3};
cout<<sizeof(a)/sizeof(a[0])<<endl;
int B=-1;
if(sizeof(a)/sizeof(a[0])>B)
{
cout<<"positive"<<endl;
}
else
{
cout<<"negative"<<endl;
}
return 0;
}问题表现：
大家看上面的代码：我们定义一个数组，然后算出数组的长度；接着定义一个变量B，让数组长度与变量B比较，然后输出相应的字符串。那么思考一下，会输出那种结果？是positive还是negative呢？结果是negative！
解析：
我们在补码的那章就说到过，有符号的数和无符号的数是不能直接做运算的，这就是关键。代码中是用无符号的数和有符号的数做比较，导致数据类型转换出现错误，这就是问题根源。我们用无符号的3去和有符号的-1进行比较，在计算机中无符号的数和有符号的数运算时会将有符号的数变成无符号的数来进行运算。你是不是以为将-1变成1？那你就掉进了另一个陷阱里。还记得开头我们提到-1的二进制表达是1111 1111对吧，那么将-1变成无符号的数之后，原本的1111 1111便不会按照补码的规则演算成-1；而是直接用1111 1111来进行运算，所以转换成十进制之后就十分的大，所以结果会输出negative。
改进：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[]={1,2,3};
int C=sizeof(a)/sizeof(a[0])
cout<<C<<endl;
int B=-1;
if(C>B)
{
cout<<"positive"<<endl;
}
else
{
cout<<"negative"<<endl;
}
return 0;
}这就是解决方案，将数组长度赋值给变量那么结果就会变成有符号的数。
实例2：
#include <iostream>
using namespace std;double gets(int n)
{
double r=0.0;
for(int i=1;i<n+1;i++)
{
result+=1/i;
}
return result;
}int main()
{
int n;
cin>>n;
cout<<gets(n)<<endl;
return 0;
}问题表现：
请看代码，这就是第二个陷阱。我们用代码写一个可以计算1+1/2+1/3+……+1/n；的函数并输入一个数来验证函数是否正确。
解析：
还记得在算术运算符那篇文章的结尾我写的一个讨论吗？
（C++运算符表达式和基本语句——算术运算符）这里的问题和当时的那篇结尾的讨论是一样的。相信已经有人看出端倪了。没错就是因为1/i的问题。因为这个函数的要求是浮点型但是我们却用了整型数1去计算，那么结果的精度肯定是会降低的且结果会变成0，所以输出的结果会不对。
改进：
#include <iostream>
using namespace std;double gets(int n)
{
double r=0.0;
for(int i=1;i<n+1;i++)
{
result+=1.0/i;
}
return result;
}int main()
{
int n;
cin>>n;
cout<<gets(n)<<endl;
return 0;
}只需要将1改成1.0那么由于数据的类型导致的错误就改完了。
C++的改进方案
在C++中，强制类型转换（也称为显式类型转换）是显式地改变一个表达式的类型的方式。这不同于隐式类型转换（也称为自动类型转换），后者是编译器自动进行的。C++提供了几种不同的强制类型转换方式，每种都有其特定的用途和限制。
1.static_cast
static_cast用于基本的类型转换，如基本数据类型之间的转换、有继承关系的类之间的转换（向上或向下转换，但向下转换时必须保证类型安全，否则会导致运行时错误）。static_cast提供了比C风格转换更好的类型检查。2.dynamic_cast
dynamic_cast主要用于处理类的层次结构中的向下转换。它主要用于将基类指针或引用转换为派生类指针或引用，并会进行运行时类型检查以确保转换的安全性。如果转换不安全，dynamic_cast会返回nullptr（对于指针）或抛出std::bad_cast异常（对于引用）。3.const_cast
const_cast用于修改类型的const或volatile属性。它通常用于移除指针或引用的const限定符，以允许修改原本为const的数据。4.reinterpret_cast
reinterpret_cast用于进行低级类型转换，如将指针转换为足够大的整数类型，或者将一个类型的指针转换为另一个类型的指针（不进行任何类型检查）。它非常强大，但也非常危险，因为它几乎可以转换任何类型，包括不相关的类型。
在选择强制类型转换时，应优先考虑static_cast和dynamic_cast，因为它们提供了更好的类型检查和安全性。const_cast和reinterpret_cast应谨慎使用，因为它们可能会导致难以发现的错误。C风格的强制类型转换（类型转换运算符）由于其缺乏类型检查，应尽量避免使用。
下面我们用static_cast改进上面的实例。
#include <iostream>
using namespace std;double gets(int n)
{
double r=0.0;
for(int i=1;i<n+1;i++)
{result+=static_cast<double>1.0/i;
}
return result;
}int main()
{
int n;
cin>>n;
cout<<gets(n)<<endl;
return 0;
}上面的代码就是对之前的优化，说是优化其实写起来却不简单，所以我们尽量减少数据类型转换。
🆗到这里，这篇关于C语言数据类型转换的陷阱就说完了，求一个免费的赞，感谢阅读。