在 C++ 中經(jīng)常會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，例如將 int 類型的數(shù)據(jù)賦值給 float 類型的變量時(shí)，編譯器會(huì)先把 int 類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 float 類型再賦值；反過(guò)來(lái)，float 類型的數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)類型轉(zhuǎn)換后也可以賦值給 int 類型的變量。

數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的前提是，編譯器知道如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍。例如：

int a = 10.9; printf("%d\n", a);

輸出結(jié)果為 10，編譯器會(huì)將小數(shù)部分直接丟掉（不是四舍五入）。再如：

float b = 10; printf("%f\n", b);

輸出結(jié)果為 10.000000，編譯器會(huì)自動(dòng)添加小數(shù)部分。

類其實(shí)也是一種數(shù)據(jù)類型，也可以發(fā)生數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，不過(guò)這種轉(zhuǎn)換只有在基類和派生類之間才有意義，并且只能將派生類賦值給基類，包括將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象、將派生類指針賦值給基類指針、將派生類引用賦值給基類引用，這在 C++ 中稱為向上轉(zhuǎn)型（Upcasting）。相應(yīng)地，將基類賦值給派生類稱為向下轉(zhuǎn)型（Downcasting）。

向上轉(zhuǎn)型非常安全，可以由編譯器自動(dòng)完成；向下轉(zhuǎn)型有風(fēng)險(xiǎn)，需要程序員手動(dòng)干預(yù)。

將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象

下面的例子演示了如何將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象：

#include <iostream> using namespace std;//基類 class A{ public:A(int a); public:void display(); public:int m_a; }; A::A(int a): m_a(a){ } void A::display(){cout<<"Class A: m_a="<<m_a<<endl; }//派生類 class B: public A{ public:B(int a, int b); public:void display(); public:int m_b; }; B::B(int a, int b): A(a), m_b(b){ } void B::display(){cout<<"Class B: m_a="<<m_a<<", m_b="<<m_b<<endl; }int main(){A a(10);B b(66, 99);//賦值前a.display();b.display();cout<<"--------------"<<endl;//賦值后a = b;a.display();b.display();return 0; }

運(yùn)行結(jié)果：

Class A: m_a=10 Class B: m_a=66, m_b=99 ---------------------------- Class A: m_a=66 Class B: m_a=66, m_b=99

本例中 A 是基類， B 是派生類，a、b 分別是它們的對(duì)象，由于派生類 B 包含了從基類 A 繼承來(lái)的成員，因此可以將派生類對(duì)象 b 賦值給基類對(duì)象 a。通過(guò)運(yùn)行結(jié)果也可以發(fā)現(xiàn)，賦值后 a 所包含的成員變量的值已經(jīng)發(fā)生了變化。

賦值的本質(zhì)是將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)寫入已分配好的內(nèi)存中，對(duì)象的內(nèi)存只包含了成員變量，所以對(duì)象之間的賦值是成員變量的賦值，成員函數(shù)不存在賦值問(wèn)題。

將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象時(shí)，會(huì)舍棄派生類新增的成員，也就是“大材小用”，如下圖所示：

可以發(fā)現(xiàn)，即使將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象，基類對(duì)象也不會(huì)包含派生類的成員，所以依然不同通過(guò)基類對(duì)象來(lái)訪問(wèn)派生類的成員。

這種轉(zhuǎn)換關(guān)系是不可逆的，只能用派生類對(duì)象給基類對(duì)象賦值，而不能用基類對(duì)象給派生類對(duì)象賦值。

將派生類指針賦值給基類指針

除了可以將派生類對(duì)象賦值給基類對(duì)象（對(duì)象變量之間的賦值），還可以將派生類指針賦值給基類指針（對(duì)象指針之間的賦值）。我們先來(lái)看一個(gè)多繼承的例子，繼承關(guān)系為：

下面的代碼實(shí)現(xiàn)了這種繼承關(guān)系：

#include <iostream> using namespace std;//基類A class A{ public:A(int a); public:void display(); protected:int m_a; }; A::A(int a): m_a(a){ } void A::display(){cout<<"Class A: m_a="<<m_a<<endl; }//中間派生類B class B: public A{ public:B(int a, int b); public:void display(); protected:int m_b; }; B::B(int a, int b): A(a), m_b(b){ } void B::display(){cout<<"Class B: m_a="<<m_a<<", m_b="<<m_b<<endl; }//基類C class C{ public:C(int c); public:void display(); protected:int m_c; }; C::C(int c): m_c(c){ } void C::display(){cout<<"Class C: m_c="<<m_c<<endl; }//最終派生類D class D: public B, public C{ public:D(int a, int b, int c, int d); public:void display(); private:int m_d; }; D::D(int a, int b, int c, int d): B(a, b), C(c), m_d(d){ } void D::display(){cout<<"Class D: m_a="<<m_a<<", m_b="<<m_b<<", m_c="<<m_c<<", m_d="<<m_d<<endl; }int main(){A *pa = new A(1);B *pb = new B(2, 20);C *pc = new C(3);D *pd = new D(4, 40, 400, 4000);pa = pd;pa -> display();pb = pd;pb -> display();pc = pd;pc -> display();cout<<"-----------------------"<<endl;cout<<"pa="<<pa<<endl;cout<<"pb="<<pb<<endl;cout<<"pc="<<pc<<endl;cout<<"pd="<<pd<<endl;return 0; }

運(yùn)行結(jié)果：

Class A: m_a=4 Class B: m_a=4, m_b=40 Class C: m_c=400 ----------------------- pa=0x9b17f8 pb=0x9b17f8 pc=0x9b1800 pd=0x9b17f8

本例中定義了多個(gè)對(duì)象指針，并嘗試將派生類指針賦值給基類指針。與對(duì)象變量之間的賦值不同的是，對(duì)象指針之間的賦值并沒(méi)有拷貝對(duì)象的成員，也沒(méi)有修改對(duì)象本身的數(shù)據(jù)，僅僅是改變了指針的指向。

將派生類引用賦值給基類引用

引用在本質(zhì)上是通過(guò)指針的方式實(shí)現(xiàn)的，既然基類的指針可以指向派生類的對(duì)象，那么我們就有理由推斷：基類的引用也可以指向派生類的對(duì)象，并且它的表現(xiàn)和指針是類似的。

修改上例中 main() 函數(shù)內(nèi)部的代碼，用引用取代指針：

int main(){D d(4, 40, 400, 4000);A &ra = d;B &rb = d;C &rc = d;ra.display();rb.display();rc.display();return 0; }

運(yùn)行結(jié)果：

Class A: m_a=4 Class B: m_a=4, m_b=40 Class C: m_c=400

ra、rb、rc 是基類的引用，它們都引用了派生類對(duì)象 d，并調(diào)用了 display() 函數(shù)，從運(yùn)行結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，雖然使用了派生類對(duì)象的成員變量，但是卻沒(méi)有使用派生類的成員函數(shù)，這和指針的表現(xiàn)是一樣的。

引用和指針的表現(xiàn)之所以如此類似，是因?yàn)橐煤椭羔槻](méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，引用僅僅是對(duì)指針進(jìn)行了簡(jiǎn)單封裝。

最后需要注意的是，向上轉(zhuǎn)型后通過(guò)基類的對(duì)象、指針、引用只能訪問(wèn)從基類繼承過(guò)去的成員（包括成員變量和成員函數(shù)），不能訪問(wèn)派生類新增的成員。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 向上转型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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