C#图解教程学习笔记——转换

一、什么是转换
转换（conversion）是指接受一个类型的值并使用它作为另一个类型的等价值的过程。转换后的值应和源值是一样的，但其类型为目标类型。

二、隐式转换和显式转换（强制转换）
1. 隐式转换
（1）语言会自动做这些转换。
（2）不会丢失数据或精度，一般是短类型转换为长类型。
（2）从位数更少的源类型转换为位数更多的目标类型时，目标中多出来的位需要用0或1填充。
当从更小的无符号类型转换为更大的无符号类型时，目标类型多出来的最高位都以0进行填充，这叫做零扩展（zero extension）；对于有符号类型的转换而言，额外的高位用源表达式的符号位进行填充，这叫做符号扩展（sign extension）。这样就维持了被转换的值的正确符号和大小。
2. 显式转换（强制转换）
如果需要把长类型转换为短类型，目标类型可能无法在不丢失数据的情况下提供源值，这时必须使用显式转换（强制转换）表达式。
语法：

3. 溢出检测上下文
代码片段是否被检查称作溢出检测上下文。默认的溢出检测上下文是不检查。
显式转换可能会丢失数据并且不能在目标类型中同等地表示源值。对于整数类型，C#给我们提供了选择运行时是否应该在进行类型转换时检测结果溢出的能力。这将通过checked运算符和checked语句来实现。
如果我们指定一个表达式或一段代码为checked，CLR会在转换产生溢出时抛出一个OverflowException异常。如果不指定为checked，转换会继续而不管是否产生溢出。
（1）checked和unchecked运算符
checked和unchecked运算符用于控制表达式的溢出检测上下文。（表达式不能是一个方法）
示例：

（2）checked和unchecked语句
checked和unchecked语句用于控制一个代码块中的所有转换。
示例：

三、引用转换
引用类型对象由引用和数据两部分组成，引用转换接受源引用并返回一个指向堆中同一位置的引用，但是把引用“标记”为其他类型。
1. 隐式引用转换
（1）所有引用类型都可以被隐式转换为object类型。
（2）任何类型都可以隐式转换到它继承的接口。
（3）类可以隐式转换到：它继承链中的任何类、它实现的任何接口。
2. 显式引用转换
显式引用转换是从一个普通类型到一个更精确类型的引用转换。
显式引用转换包括：
（1）从object到任何引用类型的转换。
（2）从父类到子类的转换。
3. 有效显式引用转换
在运行时能成功进行（不抛出InvalidCastException异常）的显示转换有3种情况。
（1）显式转换是没必要的，即语言已经为我们进行了隐式转换。例如，从衍生类到基类的转换总是隐式转换。
（2）源引用是null。
示例：

（3）由源引用指向的实际数据可以被安全地进行隐式转换。

四、装箱转换和拆箱转换
1. 装箱转换
装箱是一种隐式转换，它接受值类型的值，根据这个值在堆上创建一个完整的引用类型对象并返回对象引用。
装箱是创建副本，在装箱后，该值有两份副本–原始值类型和引用类型副本，每个都可以独立操作。
示例：

图示：

2. 拆箱转换
拆箱（unboxing）是把装箱后的对象转换回值类型的过程。
（1）拆箱是显式转换。
（2）系统在拆箱时执行如下步骤：
它检测到要拆箱的对象实际是ValueTypeT的装箱值。
它把对象的值复制到变量。
示例：

五、用户自定义转换
1. 用户自定义转换语法

2. 用户自定义转换的约束
（1）只可以为类和结构定义用户自定义转换。
（2）不能重定义标准隐式转换或显式转换。
（3）对于源类型S和目标类型T，如下命题为真：
S和T必须是不同类型；
S和T不能通过继承关联；
S和T都不能是接口类型或object类型；
转换运算符必须是S或T的成员。
3. 用户自定义转换示例
示例：

使用implicit运算符定义转换，使用的是隐式转换。如果使用explicit运算符来定义转换，则需要使用强制转换表达式来进行转换。
示例：

4. 多步用户自定义转换
用户自定义转换在完成转换中最多可以有3个步骤。
示例：

图示：

六、is运算符和as运算符
1. is运算符
检查转换是否会成功完成。
语法：

只可用于引用转换、装箱、拆箱，不能用于用户自定义转换。
2. as运算符
用于强制类型转换，如果转换失败，返回null而不是抛出异常。
语法：

只能用于引用转换和装箱转换，不能用于用户自定义转换或到值类型的转换。