Tyyppivalu

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 21. elokuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Tyyppimuunnos ( typecasting , pakottaminen ) - tietojenkäsittelytieteessä yhden tyypin arvon muuntaminen toisen tyypin arvoksi . 

Kuvaus

On olemassa tyyppejä:

Ohjelmoija määrittelee eksplisiittisen näyttelijän ohjelman tekstissä käyttämällä:

Kääntäjä ( kääntäjä tai tulkki ) suorittaa implisiittisen näyttelemisen kielistandardissa kuvattujen sääntöjen mukaisesti. Useimmat kielistandardit kieltävät implisiittiset muunnokset.

Heikosti kirjoitetuissa oliopohjaisissa kielissä, kuten C++ , periytymismekanismi toteutetaan heittämällä nykyisen objektin osoittimen tyyppi perusluokkaan ( tyyppiturvallisissa kielissä , kuten OCaml , tyypin valun käsite pohjimmiltaan puuttuu, ja alatyyppikomponenttiin viittaamisen hyväksyttävyyttä valvovat johdonmukaisuuden tarkistusmekanismityypit käännöshetkellä, ja suora pääsy säilyy konekoodissa).

Implisiittisen tyypin valu

Implisiittinen tyyppivalu C/C++:ssa

Implisiittinen tyyppivalu tapahtuu seuraavissa tapauksissa [1] :

Esimerkiksi suoritettaessa binääriaritmeettista operaatiota operandien arvot heitetään samaan tyyppiin. Periytymisessä johdetut luokkaosoittimet heitetään perusluokan osoittimiin.

Harkitse esimerkkiä C -kielellä .

kaksinkertainen d ; // todellinen tyyppi pitkä l ; // kokonaislukutyyppi int i ; // kokonaislukutyyppi jos ( d > i ) d = i ; jos ( i > l ) l = i ; jos ( d = = l ) d * = 2 ;

Vertailuoperaatioita ja osoitusta tehtäessä erityyppisiä muuttujia implisiittisesti valetaan samaan tyyppiin.

Implisiittisillä muunnoksilla voi olla sivuvaikutuksia. Esimerkiksi heitettäessä reaalityyppistä lukua kokonaislukutyyppiin murto-osa leikataan pois ( pyöristystä ei suoriteta) [2] . Käänteinen muunnos voi heikentää tarkkuutta reaali- ja kokonaislukujen esittämisen erojen vuoksi . Esimerkiksi tyyppimuuttujaan ( IEEE 754 yhden tarkkuuden liukulukuluku ) et voi tallentaa lukua 16 777 217 ilman tarkkuuden menetystä, mutta  voit tallentaa 32-bittiseen kokonaislukutyyppiseen muuttujaan. Tarkkuuden menettämisen vuoksi saman luvun vertailuoperaatiot, joita edustavat kokonaisluku- ja reaalityypit (esimerkiksi ja ), voivat antaa vääriä tuloksia (luvut eivät välttämättä ole yhtä suuria). float intintfloat

#include <stdio.h> int main ( tyhjä ) { int i_arvo = 16777217 ; kelluva f_arvo = 16777216.0 ; printf ( "Kokonaisluku on:%d \n " , i_arvo ); printf ( "Float on: %f \n " , f_arvo ); printf ( "Niiden yhtäläisyys:%d \n " , i_arvo == f_arvo ); }

Yllä oleva koodi tulostaa seuraavan, jos koko  on 32 bittiä ja kääntäjä tukee IEEE 754 -standardia : int

Kokonaisluku on: 16777217 Kellunta on: 16777216.000000 Heidän tasa-arvonsa: 1

Eksplisiittiset näyttelijät

Kirjoita casting C

Eksplisiittisessä tyyppisuorituksessa tyypin nimi määritetään suluissa ennen muuttujaa tai lauseketta. Harkitse esimerkkiä.

int X ; int Y = 200 ; char C = 30 ; X = ( int ) C * 10 + Y ; // C-muuttuja heitetään tyyppiin int

Viimeisen lausekkeen arvioimiseksi kääntäjä tekee jotain näin:

  • ensinnäkin merkkityyppinen muuttuja välitetään eksplisiittisesti kokonaislukutyyppiin bittilaajennuksella ;Ccharint
  • kertolaskuoperaation operandit arvioidaan. Vasen operandi on tyyppiä . Oikea operandi on vakio , ja tällaiset vakiot ovat oletusarvoisesti tyyppisiä . Koska operaattorin " * " molemmat operandit ovat tyyppiä , implisiittistä valua ei suoriteta. Kertolaskutuloksella on myös tyyppi ;int10intintint
  • summausoperaation operandit arvioidaan. Vasen operandi — kertolaskutuloksen tyyppi on . Oikea operandi on tyyppinen muuttuja . Koska operaattorin " + " molemmat operandit ovat tyyppiä , yleiseen tyyppiin ei ole implisiittistä heittoa. Lisäyksen tulos on myös tyyppiä ;intYintintint
  • toimeksiannon toteuttaminen. Vasen operandi on tyyppinen muuttuja . Oikealla operandilla, joka on tulos " = " -merkin oikealle puolelle kirjoitetun lausekkeen arvioinnista , on myös tyyppi . Koska operaattorin " = " molemmat operandit ovat samaa tyyppiä, implisiittistä valua ei ole.Xintint

Siitä huolimatta virheet ovat mahdollisia. Tyyppi voi olla joko allekirjoitettu ( ) tai allekirjoittamaton ( ); tulos riippuu kääntäjän toteutuksesta ja standardi sallii tämän käyttäytymisen. Ellejettömän tyypin arvo, kun se muunnetaan etumerkityksi tyypiksi, voi osoittautua negatiiviseksi, koska joissakin prosessoreissa on toteutettu konekäskyjä . Epäselvyyksien välttämiseksi on suositeltavaa määrittää nimenomaisesti tyypin allekirjoitus . charsigned charunsigned charcharintchar

Tyyppivalu C++:ssa

C++ : ssa on viisi eksplisiittistä tyyppimuunnosoperaattoria. Ensimmäistä toimintoa, sulkuja ( ), tuetaan yhteensopivuuden säilyttämiseksi C :n kanssa . Loput neljä operaatiota kirjoitetaan muodossa (type_to)expression_from

xxx_cast < type_to >( lauseke_from )

Harkitse esimerkkiä.

y = static_cast < signed short > ( 65534 ); // muuttuja y asetetaan arvoon -2

Hankalat avainsanat muistuttavat ohjelmoijaa siitä, että tyyppivalu on täynnä ongelmia.

Operaatio static_cast

Tarkoitus: Kelvollisia heittoja.

Toiminto on samanlainen kuin sulkuoperaatio yhdellä poikkeuksella: se ei anna osoittimia toisiinsa liittymättömiin tyyppeihin (toimintoa käytetään tähän ). static_castreinterpret_cast

Sovellus:

  • muunnos numeerisen ja enum-arvon välillä, mukaan lukien silloin, kun implisiittinen muuntaminen ei ole mahdollista ( ) tai johtaa "Mahdollinen tarkkuuden menetys" -varoitukseen ( );int → enum classdouble → float
  • osoittimien heittäminen tyyppiin ja päinvastoin;void*
  • osoittimien heittäminen johdettuihin tyyppeihin osoittimiin perustyyppeihin ja päinvastoin;
  • yhden useista ylikuormitetuista toiminnoista valinta ;
bool myLess ( const wchar_t * , const wchar_t * ); bool myLess ( const std :: wstring & , const std :: wstring & ); std :: vektori < std :: wstring > lista ; std :: sort ( lista . alkaa (), lista . loppu (), static_cast < bool ( * )( const std :: wstring & , const std :: wstring & ) > ( minun Vähemmän ));
  • eksplisiittinen kutsu yhden argumentin rakentajalle tai ylikuormitettu cast-operaatio;
struct type { // rakentaja, jossa on yksi argumentti int:n heittämiseksi Tyyppiin ( int ) ; // ylikuormitettu toiminta valutyypille Type to type double operator double () const ; }; int main () { Tyyppi x , y ; int i ; kaksinkertainen d ; // kutsu konstruktoria yhdellä argumentilla x = y + static_cast < Tyyppi > ( i ); // ylikuormitetun cast-operaation kutsuminen d = static_cast < double > ( x ); paluu 0 ; } rakentajalla voi olla enemmän argumentteja, mutta niille on annettava oletusarvot; struct type { // konstruktori, jossa on useita argumentteja heitettäviksi Tyyppiin; // 2. ja sitä seuraavat argumentit asetettu oletusarvoihin Type ( int , int = 10 , float = 0.0 ); };
  • tyyppivalu malleissa (kääntäjä päättää jo, mitä operaatioita käytetään, kun erikoistuu mallipohjaan);
  • ternäärisen ehdollisen operaation " " operandien heittäminen ?:samaan tyyppiin (toisen ja kolmannen operandin arvojen on oltava samaa tyyppiä);

Rajoitukset expression_from: ei.

Rajoitukset type_to: Lausekkeen arvo on voitava muuntaa expression_fromtyypiksi type_to, käyttäen operator type_totai konstruktoriksi.

Tuottaako operaatio koodia: Yleensä kyllä ​​(esimerkiksi ylikuormitetun cast- tai konstruktorioperaation kutsuminen). static_cast

Loogisten virheiden lähteet: riippuu siitä, mitä aiot tehdä toiminnolla. Ylivuodot, alueen ulkopuolella ja jopa (osoittimen muunnoksia varten) muistin vioittumiset ovat mahdollisia.

Esimerkkejä.

// Hanki osumaprosentti. kaksinkertainen ( _ const int aHitCount , // osumien määrä const int aShotCount // laukausten määrä ) { if ( aShotCount == 0 ) palauttaa 0.0 ; // Casting tuplaan suoritetaan todellisen (ei-kokonaisluvun) jaon palauttamiseksi static_cast < double > ( aHitCount * 100 ) / static_cast < double > ( aShotCount ); } // seuraavat rivit ovat vastaavia // käyttämällä static_cast-toimintoa merkkijono s = static_cast < string > ( "Hei!" ); // kutsu konstruktoria yhdellä argumentilla merkkijono s = string ( "Hei!" ); // suluilla toimintamerkkijono s = ( merkkijono ) " Hei!" ; merkkijono s = static_cast < merkkijono > ( 5 ); // ei käännä, kääntäjä ei löydä sopivaa rakentajaa Operaatio dynamic_cast

Tarkoitus: perintöhierarkian purkaminen erityisellä käyttäytymisellä, jos objekti ei ole haluttua tyyppiä.

Toiminto saa tietoa objektin tyypistä RTTIexpression_from :n avulla . Jos tyyppi on tai sen alatyyppi, heitto suoritetaan. Muuten: type_to

Rajoitukset expression_from: Lausekkeen on oltava viittaus tai osoitin objektiin, jolla on vähintään yksi virtuaalinen funktio .

Rajoitukset type_to: viittaus tai osoitin expression_fromtyypin lapsiin.

Luoko operaatio koodin: kyllä. dynamic_cast

Loogiset virheet ovat mahdollisia, jos operaatio läpäisee argumentin, jolla ei ole tyyppiä type_toeikä tarkista osoittimen tasa-arvoa (vastaavasti älä käsittele poikkeusta ). NULLstd::bad_cast

Operaatio const_cast

Tarkoitus: modifioijien poistaminen/asennus ja /tai . Usein tätä käytetään ohjelman tai kirjaston huonon arkkitehtuurin kiertämiseen, C:n kiinnittämiseen C++:aan, tiedon välittämiseen yleisten osoittimien kautta , funktion const- ja non-const-versioiden kirjoittamiseen samanaikaisesti [3] ( on olemassa ohitus C++14 [3] ). constvolatilemutablevoid*decltype(auto)

Rajoitukset expression_from: Lausekkeen on palautettava viite tai osoitin.

Rajoitukset type_to: tyypin type_toon vastattava lausekkeen tyyppiä muuntimeen ( muuttujiin expression_from) ja .constvolatilemutable

Luoko operaatio koodin: no. const_cast

Loogisten virheiden lähteet: Ohjelma voi muokata muuttumatonta objektia. Joskus tämä voi johtaa segmentointivirheeseen , joskus alirutiini ei voi odottaa [3] , että sen luettavaksi asetettu muisti on yhtäkkiä muuttunut.

Harkitse esimerkiksi dynaamisen kirjaston koodia .

#include <merkkijono> // merkkijono käyttäen nimiavaruutta std ; nimiavaruus { string s = "Wikipedia" ; // Yleinen muuttuja // Metodimerkkijono::c_str() palauttaa osoittimen, jonka tyyppi on const char * } typedef char * PChar ; void __declspec ( dllexport ) WINAPI SomeDllFunction ( PChar & rMessage ) { // muuntaa char const * merkiksi * rMessage = const_cast < char * > ( s . c_str () ); }

Kun kirjasto ladataan prosessimuistiin , se luo uuden datasegmentin, joka sisältää globaaleja muuttujia. Funktiokoodi sijaitsee kirjastossa ja palauttaa kutsuttaessa osoittimen globaalin luokkaobjektin piilotettuun jäseneen . Toimintoa käytetään muuntimen poistamiseen . SomeDllFunction()stringconst_castconst

Operaatio reinterpret_cast

Tehtävä: Kirjoitus sanaleikki  - Eri tyypin (ei välttämättä yhteensopiva annetun) määrittäminen muistipaikkaan säilyttäen samalla bittiesitys.

Lausekkeen palauttamaa expression_fromobjektia käsitellään tyypin objektina type_to.

Rajoitukset expression_from: Lausekkeen on palautettava järjestystyyppinen arvo (mikä tahansa kokonaisluku, looginen arvo tai enum ), osoitin tai viittaus. boolenum

Rajoitukset type_to:

  • Jos se expression_frompalauttaa järjestystyypin arvon tai osoittimen, tyyppi type_tovoi olla järjestystyyppi tai osoitin.
  • Jos se expression_frompalauttaa viitteen, tyypin type_toon oltava viittaus.

Luoko operaatio koodin: no. reinterpret_cast

Loogisten virheiden lähteet. Lausekkeen palauttama objekti expression_fromei ehkä ole tyyppiä type_to. Tätä ei voi mitenkään tarkistaa, ohjelmoija ottaa täyden vastuun muunnoksen oikeellisuudesta.

Harkitse esimerkkejä.

// Palauttaa tosi, jos x on äärellinen. // Palauttaa epätosi, jos luku x on ∞ tai NaN. bool isfinite ( double const x ) { // muunnos double const -> uint64_t const & uint64_t const & y = reinterpret_cast < uint64_t const & > ( x ); paluu ( ( y & UINT64_C ( 0x7FF0000000000000 ) ) != UINT64_C ( 0x7FF0000000000000 ) ); } // yritä saada tilapäisen arvon osoite long const & y = reinterpret_cast < long const & > ( x + 5.0 ); // virhe: lauseke x + 5.0 ei ole viite

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ cppreference.com. Implisiittiset muunnokset Arkistoitu 18. joulukuuta 2014 Wayback Machinessa .
  2. ↑ open-std.org ISO/IEC 9899:2018 C ohjelmointikielistandardi (C18) Arkistoitu 22. heinäkuuta 2020 Wayback Machinessa 6.3.1.4 Todellinen kelluva ja kokonaisluku.
  3. ↑ 1 2 3 C++ Weekly - Ep 283 - Lopeta const_castin käyttö! - Youtube . Haettu 20. elokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 20. elokuuta 2021.

Linkit