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C++面試八股文之static_cast你了解嗎

更新時(shí)間：2023年06月21日 08:40:24 作者：二進(jìn)制架構(gòu)

C++11引入四種新的類型轉(zhuǎn)換，分別是static_cast、dynamic_cast、const_cast、和reinterpret_cast，下面就來(lái)和大家講講static_cast中面試常考的知識(shí)點(diǎn)吧

某日二師兄參加X(jué)XX科技公司的C++工程師開(kāi)發(fā)崗位第20面：

面試官：C++中支持哪些類型轉(zhuǎn)換？

二師兄：C++支持C風(fēng)格的類型轉(zhuǎn)換，并在C++11引入新的關(guān)鍵字規(guī)范了類型轉(zhuǎn)換。

二師兄：C++11引入四種新的類型轉(zhuǎn)換，分別是static_cast、dynamic_cast、const_cast、和reinterpret_cast。

二師兄：static_cast用途最廣泛，除了后面三種類型轉(zhuǎn)換外，其他的類型轉(zhuǎn)換都能使用static_cast完成。

二師兄：dynamic_cast主要用于運(yùn)行時(shí)的從父類指針向子類指針轉(zhuǎn)換，如果轉(zhuǎn)換不成功則返回nullptr。

#include <iostream>
struct Base
{
    virtual void fun() {}
};
struct Derived : public Base
{
    virtual void fun() override {}
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Base* b1 = new Base;
    Base* b2 = new Derived;
    Derived* d1 = dynamic_cast<Derived*>(b1);	//d1 == nullptr
    Derived* d2 = dynamic_cast<Derived*>(b2);	//d2 != nullptr
}

二師兄：const_cast主要用于去除指針或引用類型的const屬性。此操作可能會(huì)導(dǎo)致未定義的行為，所以需要慎用。

#include <iostream>
void function(const int& val)
{
    int& v = const_cast<int&>(val);
    v = 42;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int val = 1024;
    function(val);
    std::cout << val << std::endl;	//val == 42
}
//-----------------------------------------------
#include <iostream>
static constexpr int val_static = 1024;
void function(const int& val)
{
    int& v = const_cast<int&>(val);
    v = 42;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    function(val_static);
    std::cout << val_static << std::endl;
}
// Segmentation fault

二師兄：reinterpret_cast可以將指針或引用轉(zhuǎn)換為任何類型的指針或引用。reinterpret_cast實(shí)現(xiàn)依賴于編譯器和硬件，可能導(dǎo)致未定義的行為。

#include <iostream>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int i = 42;
    double d = 42.0;
    long* l1 = reinterpret_cast<long*>(&i);
    long* l2 = reinterpret_cast<long*>(&d);
    std::cout << *l1 << std::endl;	//*i1 == 42
    std::cout << *l2 << std::endl;	//*i2 == 4631107791820423168 X86_64 GCC 11.3 
}

面試官：好的。既然已經(jīng)有C風(fēng)格的類型轉(zhuǎn)換，C++11為什么還要引入新的類型轉(zhuǎn)換關(guān)鍵字？

二師兄：主要有三點(diǎn)，更安全、更靈活、可讀性更好。

面試官：知道什么是隱式轉(zhuǎn)換嗎？

二師兄：了解一些。隱式轉(zhuǎn)換是指在表達(dá)式中自動(dòng)進(jìn)行的類型轉(zhuǎn)換。比如int 和 double相加，會(huì)把int先轉(zhuǎn)為double，然后再進(jìn)行求和。

面試官：隱式轉(zhuǎn)換有哪些優(yōu)勢(shì)和缺陷？

二師兄：隱式轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢(shì)是代碼簡(jiǎn)潔。但是有很大缺陷，有些情況隱式轉(zhuǎn)換的結(jié)果和程序員的意圖不一致，會(huì)導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。所以在實(shí)際項(xiàng)目中一般會(huì)添加編譯選項(xiàng)-Werror=conversion來(lái)禁止隱式轉(zhuǎn)換。

面試官：那你知道explicit關(guān)鍵字有什么作用嗎？

二師兄：也是禁止隱式轉(zhuǎn)換的一個(gè)方式：

struct Foo
{
    Foo(int i):val_(i){}
    int val_;
};
struct Goo
{
    explicit Goo(int i):val_(i){}
    int val_;
};
void function1(Foo f){}
void function2(Goo g){}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Foo f = 1024;	//編譯通過(guò)，可以把int類型轉(zhuǎn)換成Foo
    Goo g = 1024;   //編譯失敗，不能把int類型轉(zhuǎn)換成Goo
    function1(42);  //編譯通過(guò)，可以把int類型轉(zhuǎn)換成Foo
    function2(42);  //編譯失敗，不能把int類型轉(zhuǎn)換成Goo
}

面試官：如何把一個(gè)自定義類型轉(zhuǎn)換成一個(gè)int類型？

二師兄：需要重載operator int()運(yùn)算符：

#include <iostream>
struct Foo
{
    Foo(double d):val_(d){}
    double val_;
    explicit operator int(){
        return static_cast<int>(val_);
    }
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Foo f(42.5);
    int i = static_cast<int>(f);
    std::cout << i << std::endl;	//i == 42
}

面試官：好的，回去等消息吧。

到此這篇關(guān)于C++面試八股文之static_cast你了解嗎的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ static_cast內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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