【C++学习笔记】类型转换和跳转语句

一、类型转换

  在C++语言中，如果两种类型由关联，那么当程序需要其中一种类型的运算对象时，可以用另一种类型的对象或值来替代，即如果如果两种类型可以相互转换（conversion），那么它们就是关联的。下面的例子中会先根据类型转换规则设法将运算对象的类型统一后再求值，并且 类型的转换是自动执行的，因而也被称为隐式转换（implicit conversion）。

int ival = 3.14 + 3;             //编译器可能会警告该运算损失了精度

发生隐式转换的条件：

  ①大多数表达式中，比int类型小的整型值首先提升为较大的整数类型；

  ②在条件中，非布尔值转换为布尔值；

  ③初始化过程中，初始值转换为比变量的类型；在赋值语句中，右侧运算对象转换成左侧运算对象的类型；

  ④如果算术运算或关系运算对象有多种类型，需要转换成同一种类型；

  ⑤函数调用时也会发生类型转换。

1.1 算术转换

  算术转换（arithmetic conversion）的含义是把一种算术类型转换成另一种算术类型。算术转换规则定义了一套类型转换的层次，其中运算符的运算将转换成最宽的类型，即如果一个运算对象的类型是long double，那么不论另外一个运算对象的类型是什么都会转换为long double。

1.1.1 整数提升（integral promotion）

  负责把小整数类型换成大的整数类型。对于bool、char、sigied char、unsigned char、short和unsigned short等类型来说，只要它们所有可能的值都能存在int里，它们就会提升为int类型，否则提升为unsigned int类型，即布尔值false提升为0，true提升为1。

1.1.2 无符号类型的运算对象

  如果某个运算的运算符的运算对象类型不一致，这些运算对象将转换成同一种类型。但是如果某个运算对象的类型是无符号类型，那么转换的结果就要依赖于机器中各个整数类型的相对大小了。一般地，先执行整数提升，如果结果的类型匹配，无需进行进一步提升，如果运算对象的类型要么都是带符号，要么都是无符号，则小类型运算对象转成较大的类型。

  如果一个运算对象是无符号类型，另外一个运算对象是带符号类型，而且其中的无符号类型不小于带符号类型，那么带符号的运算对象转换成unsigned int类型。如果带符号类型大于无符号类型，此时转换的结果依赖于机器，如果无符号类型的所有值都能存在该带符号类型中，则无符号的运算对象转换成带符号类型，否则带符号类型的运算对象转换成无符号类型。

1.2 其他隐式类型转换

  除了算术转换之外还有几种隐式类型转换，如下：

1.2.1 数组转换成指针

  在大多数用到数组的表达式中，数组自动转换成指向数组首元素的指针：

int ia[10];                    //含有10个整数的数组
int *ip = ia;                  //ia转换成指向数组首元素的指针

  当数组被用作decltype关键字的参数，或者作为取地址（&）、sizeof及typeid等运算符的运算对象，以及用一个引用来初始化数组时，上述转换不会发生。

1.2.2 指针的转换

  C++还规定了几种其他的指针转换方式，包括常量整数值0或字面值nullptr能转换成任意指针类型，指向任意非常量的指针能转换成void*，指向任意对象的指针能转换成const void*。

1.2.3 转换成布尔类型

  存在一种从算术类型或指针类型向布尔类型自动转换的机制，如果指针或算术类型的值为0，转换的结果是false。否则转换结果是true。

1.2.4 转换成常量

  允许将指向非常量类型的指针转换成指向相应的常量类型的指针，对于引用也是这样，即如果T是一种类型 ，我们就能将指向T的指针或引用分别转换成指向const T的指针或者引用。

int j;
const int &k = j;           //非常量转换成const int的引用
const int *p = &j;          //非常量的地址转换成const的地址
int &r = k,*q = p;          //错误，不允许const转换非常量

1.2.5 类类型定义的转换

  类类型能定义由编译器自动执行的转换，不过编译器每次只能执行一种类类型的转换。

string s,t = "a value";      //字符串字面值转换成string类型
while(cin >> s)              //while的条件部分把cin转换成布尔值

1.3 显式转换

  有时希望显式地将对象强制转换成另外一种类型，这种方法称为强制类型转换（cast）。

1.3.1 命名的强制类型转换

  一个命名的强制类型转换具有如下形式：

cast-name<type>(expression);

  其中type是转换的目标类型而expression是要转换的值；如果type是引用类型，则结果是左值，cast_name是static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast中的一种。

二、跳转语句

  跳转语句中断当前的执行过程，C++语言提供了四种跳转语句：break、continue、goto和return。

①break语句

  break语句负责终止离它最近的while、do while、for或switch语句，并从这些语句之后的第一条语句开始继续执行。

②continue语句

  continue语句终止最近的循环中的当前迭代并立即开始下一次迭代。

③goto语句

  goto语句的作用是从goto语句无条件跳转到同一函数内的另一条语句。需要注意的是最好不要在程序中使用goto语句，因为它使得程序既难理解又难修改。

  goto语句的语法形式为：

goto label;

  其中label是用于表示一条语句的标识符。带标签语句是一种特殊的语句，在它之前有一个标示符以及一个冒号，标签标示符独立于变量或其他标示符的名字，即标签标示符和程序中其它实体的标示符使用同一名字也不会相互干扰。goto语句和控制权转向的那条带标签的语句必须位于同一函数之内，以及不能将程序的控制权从变量的作用域转移到作用域之外。

//...
goto end;
int ix = 10;                //错误，goto语句绕过了一个带初始化的变量定义
end:
//错误，此处的代码需要使用ix，但是goto语句绕过了它的声明
ix = 42;

  向后跳过一个已经执行的定义是合法的，并且意味着系统将销毁该变量，然后重新创建它。

//向后跳过一个带初始化的变量定义是合法的
begin:
int sz = get_size();
if (sz <= 0){
goto begin;
}

参考文献：

①C++ Primer 第五版。