Книга: C# 4.0: полное руководство

Преобразование и приведение типов

Преобразование и приведение типов

В программировании нередко значения переменных одного типа присваиваются переменным другого типа. Например, в приведенном ниже фрагменте кода целое значение типа int присваивается переменной с плавающей точкой типа float.

int i; float f;
i = 10;
f = i; // присвоить целое значение переменной типа float

Если в одной операции присваивания смешиваются совместимые типы данных, то значение в правой части оператора присваивания автоматически преобразуется в тип, указанный в левой его части. Поэтому в приведенном выше фрагменте кода значение переменной i сначала преобразуется в тип float, а затем присваивается переменной f. Но вследствие строгого контроля типов далеко не все типы данных в C# оказываются полностью совместимыми, а следовательно, не все преобразования типов разрешены в неявном виде. Например, типы bool и int несовместимы. Правда, преобразование несовместимых типов все-таки может быть осуществлено путем приведения. Приведение типов, по существу, означает явное их преобразование. В этом разделе рассматривается как автоматическое преобразование, так и приведение типов.

Автоматическое преобразование типов

Когда данные одного типа присваиваются переменной другого типа, неявное преобразование типов происходит автоматически при следующих условиях:

•    оба типа совместимы;

•    диапазон представления чисел целевого типа шире, чем у исходного типа.

Если оба эти условия удовлетворяются, то происходит расширяющее преобразование. Например, тип int достаточно крупный, чтобы вмещать в себя все действительные значения типа byte, а кроме того, оба типа, int и byte, являются совместимыми целочисленными типами, и поэтому для них вполне возможно неявное преобразование.

Числовые типы, как целочисленные, так и с плавающей точкой, вполне совместимы друг с другом для выполнения расширяющих преобразований. Так, приведенная ниже программа составлена совершенно правильно, поскольку преобразование типа long в тип double является расширяющим и выполняется автоматически.

// Продемонстрировать неявное преобразование типа long в тип double.
using System;
class LtoD {
  static void Main() { long L; double D;
    L = 100123285L;
    D = L;
    Console.WriteLine("L и D: " + L + " " + D);
  }
}

Если тип long может быть преобразован в тип double неявно, то обратное преобразование типа double в тип long неявным образом невозможно, поскольку оно не является расширяющим. Следовательно, приведенный ниже вариант предыдущей программы составлен неправильно.

// *** Эта программа не может быть скомпилирована. ***
using System;
/
class LtoD {
  static void Main() { long L; double D;
    D = 100123285.0;
    L = D; // Недопустимо!!!
    Console.WriteLine("L и D: " + L + " " + D);
  }
}

Помимо упомянутых выше ограничений, не допускается неявное взаимное преобразование типов decimal и float или double, а также числовых типов и char или bool. Кроме того, типы char и bool несовместимы друг с другом.

Несмотря на всю полезность неявных преобразований типов, они неспособны удовлетворить все потребности в программировании, поскольку допускают лишь расширяющие преобразования совместимых типов. А во всех остальных случаях приходится обращаться к приведению типов. Приведение — это команда компилятору преобразовать результат вычисления выражения в указанный тип. А для этого требуется явное преобразование типов. Ниже приведена общая форма приведения типов.

(целевой_тип) выражение

Здесь целевой_тип обозначает тот тип, в который желательно преобразовать указанное выражение. Рассмотрим для примера следующее объявление переменных.

double х, у;

Если результат вычисления выражения х/у должен быть типа int, то следует записать следующее.

(int) (х / у)

Несмотря на то что переменные х и у относятся к типу double, результат вычисления выражения х/у преобразуется в тип int благодаря приведению. В данном примере выражение х/у следует непременно указывать в скобках, иначе приведение к типу int будет распространяться только на переменную х, а не на результат ее деления на переменную у. Приведение типов в данном случае требуется потому, что неявное преобразование типа double в тип int невозможно.

Если приведение типов приводит к сужающему преобразованию, то часть информации может быть потеряна. Например, в результате приведения типа long к типу int часть информации потеряется, если значение типа long окажется больше диапазона представления чисел для типа int, поскольку старшие разряды этого числового значения отбрасываются. Когда же значение с плавающей точкой приводится к целочисленному, то в результате усечения теряется дробная часть этого числового значения. Так, если присвоить значение 1,23 целочисленной переменной, то в результате в ней останется лишь целая часть исходного числа (1), а дробная его часть (0,23) будет потеряна.

В следующем примере программы демонстрируется ряд преобразований типов, требующих приведения. В этом примере показан также ряд ситуаций, в которых приведение типов становится причиной потери данных.

// Продемонстрировать приведение типов.
using System;
class CastDemo {
  static void Main() {
    double x, y;
    byte b;
    int i;
    char ch;
    uint u;
    short s;
    long l;
    x = 10.0;
    y = 3.0;
    // Приведение типа double к типу int, дробная часть числа теряется,
    i = (int)(x / y) ;
    Console.WriteLine("Целочисленный результат деления х / у: " + i) ;
    Console.WriteLine();
    // Приведение типа int к типу byte без потери данных,
    i = 255;
    b = (byte)i;
    Console.WriteLine("b после присваивания 255: " + b + " -- без потери данных.");
    // Приведение типа int к типу byte с потерей данных,
    i = 257;
    b = (byte)i;
    Console.WriteLine("b после присваивания 257: " + b + " — с потерей данных.");
    Console.WriteLine();
    // Приведение типа uint к типу short без потери данных,
    u = 32000;
    s = (short) u;
    Console.WriteLine("s после присваивания 32000: " + s + " — без потери данных.");
    // Приведение типа uint к типу short с потерей данных,
    u = 64000;
    s = (short)u;
    Console.WriteLine("s после присваивания 64000: " + s + " — с потерей данных. ") ;
    Console.WriteLine();
    // Приведение типа long к типу uint без потери данных.
    l = 64000;
    u = (uint)l;
    Console.WriteLine("и после присваивания 64000: " + u + " -- без потери данных.");
    // Приведение типа long к типу uint с потерей данных.
    l = -12;
    u = (uint)1;
    Console.WriteLine("и после присваивания -12: " + u + " — с потерей данных.");
    Console.WriteLine();
    // Приведение типа int к типу char,
    b = 88; // код ASCII символа X
    ch = (char) b;
    Console.WriteLine("ch после присваивания 88: " + ch);
  }
}

Вот какой результат дает выполнение этой программы.

Целочисленный результат деления х / у: 3
b после присваивания 255: 255 -- без потери данных.
b после присваивания 257: 1 — с потерей данных.i
s после    присваивания    32000:    32000    --    без потери данных,
s после    присваивания    64000:    -1536    --    с потерей данных.
u после-присваивания    64000:    64000    —    без потери данных,
u после    присваивания    -12: 4294967284    -- с потерей данных.
ch после присваивания 88: X

Рассмотрим каждую операцию присваивания в представленном выше примере программы по отдельности. Вследствие приведения результата деления х/у к типу int отбрасывается дробная часть числа, а следовательно, теряется часть информации.

Когда переменной b присваивается значение 255, то информация не теряется, поскольку это значение входит в диапазон представления чисел для типа byte. Но когда переменной b присваивается значение 257, то часть информации теряется, поскольку это значение превышает диапазон представления чисел для типа byte. Приведение типов требуется в обоих случаях, поскольку неявное преобразование типа int в тип byte невозможно.

Когда переменной s типа short присваивается значение 32 000 переменной и типа uint, потери данных не происходит, поскольку это значение входит в диапазон представления чисел для типа short. Но в следующей операции присваивания переменная и имеет значение 64 000, которое оказывается вне диапазона представления чисел для типа short, и поэтому данные теряются. Приведение типов требуется в обоих случаях, поскольку неявное преобразование типа uint в тип short невозможно.

Далее переменной и присваивается значение 64 000 переменной 1 типа long. В этом случае данные не теряются, поскольку значение 64 000 оказывается вне диапазона представления чисел для типа uint. Но когда переменной и присваивается значение -12, данные теряются, поскольку отрицательные числа также оказываются вне диапазона представления чисел для типа uint. Приведение типов требуется в обоих случаях, так как неявное преобразование типа long в тип uint невозможно.

И наконец, когда переменной char присваивается значение типа byte, информация не теряется, но приведение типов все же требуется.

Оглавление книги