Conversii de tip în C++

C++ ne permite să considerăm o valoare de un anumit tip ca fiind de alt tip. Aceasta se numește conversie de tip.

În C++ sunt două feluri de conversii de tip:

• conversia implicită
• conversia explicită

Conversia implicită

Conversia implicită intervine de la sine când într-o operație avem operanzi de tipuri diferite. Compilatorul consideră automat ambele date de același tip pentru a putea efectua operația.

Conversia implicită se face doar dacă operanzii sunt de tipuri compatibile – vezi mai jos o listă de compatibilități pentru tipurile numerice. Dacă tipurile nu sunt compatibile obținem eroare de sintaxă!

Exemple

Conversie de la int la double

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n = 5;
    double x;

    /// conversie de la int la double
    x = n;

    cout << "n = " << n << endl;
    cout << "x = " << x << endl;
	return 0;
}

n = 5
x = 5

Conversie de la double la int

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n;
    double x = 5.75;

    /// conversie de la double la int

    n = x;

    cout << "n = " << n << endl;
    cout << "x = " << x << endl;
	return 0;
}

n = 5
x = 5.75

Deoarece o dată de tip int memorează numere întregi, în timpul conversiei zecimalele valorii lui x s-au pierdut.

Pierderea de date în timpul conversiei

Așa cum am văzut în exemplul anterior, conversia de tip poate duce la pierderea (trunchierea) unor date. Acest lucru nu este neapărat rău, dar trebuie să fim conștienți de această situație.

În fapt, conversia este de două feluri:

• promovare – conversie de la un tip de date inferior la unul superior; nu produce pierdere de date!
• retrogradare – conversie de la un tip de date superior la unul inferior; poate produce pierdere de date!

În primul exemplu de mai sus a avut loc o promovare de la int la double, iar în al doilea exemplu a avut loc o retrogradare de la double la int. Cea de-a doua a condus la pierderea unor date.

În situațiile în care este posibil, compilatorul realizează conversiile implicite prin promovare.

De exemplu, rezultatul expresiei 2 + 1.5 va fi 3.5, nu 3. Are loc promovarea valorii 2 la tipul double, nu retrogradarea lui 1.5 la int, ceea ce ar fi însemnat pierderi de date!

Conversia explicită

Conversia explicită a datelor înseamnă modificarea manuală, de către programator, a tipurilor de date folosite într-o expresie. Se mai numește și type casting.

Operatorul de conversie explicită

Are sintaxa:

(TIP) expresie

sau

TIP(expresie)

Observații

• este un operator unar;
• are prioritate mare;
• rezultatul său este rezultatul expresiei, considerat de tipul de date TIP;
• în varianta a doua TIP trebuie să fie un nume de tip format dintr-un singur cuvânt. Astfel, expresia unsigned int(expresie) este greșită.

Exemplu

char c='A';
cout << (int) c << endl; // 65
cout << char(97) << endl; // a

Notă: Limbajul C++ oferă și următorii operatori de conversie: static_cast, dynamic_cast, const_cast și reinterpret_cast.

Câteva reguli privind conversia

• dacă se convertește un întreg negativ la un tip fără semn rezultatul va fi complementul în baza 2 a valorii inițiale, datorită modului de reprezentare a valorilor întregi. Astfel, -1 devine cea mai mare valoare a tipului fără semn, -2 devine a doua cea mai mare valoare, etc.
• la conversia unei valori numerice la tiplul bool rezultatul va fi:
  • true, dacă valoarea inițială este nenulă;
  • false, dacă valoarea inițială este 0;
• la conversia unei valori de tip float, double la un tip întreg, valoare se va trunchia, pierzându-se partea zecimală. Dacă rezultatul nu se încadrează în limitele tipului întreg, comportamentul programului devine impredictibil.

Regulile de mai sus se aplică atât pentru conversia implicită, cât și pentru cea explicită.

Exemplu: media aritmetică

Să presupunem că dorim să determinăm media aritmetică a trei numere întregi. Desigur, răspunsul este suma numerelor împărțită la 3, dar trebuie ținut cont de faptul că împărțirea a doi întregi este câtul împărțirii. Pentru a obține media corectă va trebui să facem anumite conversii.

Exemplu 1 – conversie implicită

int a , b,  c;
cin >> a >> b >> c;
int S = a + b + c;
/// cout << S / 3; // gresit - impartire intreaga
cout << S / 3.0;

A avut loc conversia implicită a lui S la double (promovare).

Exemplu 2 – conversie implicită

int a , b,  c;
cin >> a >> b >> c;
int S = a + b + c;
cout << 1.0 * S / 3;

A avut loc conversia implicită a lui S, apoi a lui 3, la double (promovări).

Exemplu 3 – conversie explicită

int a , b,  c;
cin >> a >> b >> c;
int S = a + b + c;
cout << (double)S / 3;

Mai întâi se convertește explicit valoarea lui S la double, apoi are loc conversia implicită la double a lui 3.

Evitarea depășirii de tip

În numeroase situații avem operații cu date de tip int, dar rezultatul depășește limita maximă (sau minimă) a acestui tip. Astfel se produce depășirea de tip – overflow. Soluția este utilizarea unor conversii prin care operațiile se realizează într-un tip de date mai larg, de exemplu long long.

Exemplu:

int n = 1000000;
cout << n * n << endl; /// posibil -727379968 - overflow
cout << 1LL * n * n << endl; /// corect 1000000000000
cout << (long long) n * n << endl; /// corect

La realizarea conversiilor trebuie ținut cont de precedența operatorilor. De exemplu, secvența de mai jos nu obține rezultatul corect.

int n = 1000000;
cout << 1LL * n + n * n << endl;
cout << (long long)n + n * n << endl;

Mai multe detalii despre conversii sunt diponibile aici: en.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion.