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显式类型转换

显式类型转换是强制类型转换的超集：所有的强制类型转换都可以通过显式转换的方式主动触发。但有一些场景只适用于显式转换。强制类型转换很普遍而且通常无害，但是显式类型转换是一种“真正的转换“，它的应用就很稀少了，而且有潜在的危险。因此，显式转换必须通过关键字as主动地触发：expr as Type。

真正的转换一般是针对裸指针和基本数字类型的。虽然说过它们存在风险，但是在运行期却是很稳定的。如果类型转换操作触发了一些奇怪的边界场景，Rust并不会给出任何提示。转换仍然会被认为是成功的。这就要求显式类型转换必须在类型层面是合法的，否则会在编译期被拒绝。比如，7u8 as bool不会编译成功。

也就是说，显式类型转换不属于非安全(unsafe)行为，因为仅凭转换操作是不会违背内存安全性的。比如，将整型转换为裸指针很容易导致可怕的后果。但是，创建一个指针这个行为本身是安全的，而真正使用裸指针的操作则必须被标为unsafe。

以下是所有显式类型转换的情况。简单起见，我们用*表示*const或者*mut，用integer表示任意整数基本类型：

  • *T as *U，其中T, U: Sized
  • *T as *U，TODO：明确unsize的情况
  • *T as integer
  • integer as *T
  • number as number
  • 无成员枚举as integer
  • bool as integer
  • char as integer
  • u8 as char
  • &[T; n] as *const T
  • fn as *T，其中T: Sized
  • fn as integer

注意，裸slice转换后长度会改变，比如*const [u16] as *const [u8]创建的slice只包含原本一半的内存。

显示类型转换不是可传递的，也就是说，即使e as U1 as U2是合法的表达式，也不能认为e as U2就一定是合法的。

对于数字类型的转换，如下几点需要注意：

  • 相同大小的整型互相转换（比如i32->u32）是一个no-op
  • 大尺寸的整型转换为小尺寸的整型（比如u32->u8）会被截断
  • 小尺寸的整型转换为大尺寸的整型（比如u8->u32）
    • 如果源类型是无符号的，将会补零
    • 如果源类型是有符号的，将会有符号补零
  • 浮点类型转换为整型会舍去浮点部分，并且当浮点数超出整数范围时会产生“饱和转换”
    • 太大的浮点数会变成可能的最大整数
    • 太小的浮点数会产生可能的最小整数
    • NaN 产生零
  • 整型转换为浮点类型会产生这个整型的浮点型表示，
  • f32转换为f64可以无损失地完美转换，必要的时候做舍入（舍入到最近的可能取值，距离相同的取偶数）
  • f64转换为f32会生成最近可能值（舍入到最近的可能取值，距离相同的取偶数）