Dlaczego nie działa rzutowanie z int na double?

Piszę program zamieniający minuty na stopnie oraz sekundy na stopnie. Chce to zrobić przez rzutowanie, ale kompilator wynik pokazuje jako typ całkowitoliczbowy. Jeśli natomiast zmienię int na double/float wszystko działa poprawnie.

#include <iostream>
#include <iomanip>
 
using namespace std;
 
int main()
{
    double stopnie = 0, minuty = 0, sekundy = 0;
    int liczba_minut_na_stopnie = 0, liczba_sekund_na_stopnie = 0, ostateczna_liczba_stopni = 0;
 
    cout << "Podaj dlugosc w stopniach, minutach i sekundach: " << endl;
    cout << "Najpierw podaj stopnie ";
    cin >> stopnie;
    cout << "Nastepnie podaj minuty stopnia luku: ";
    cin >> minuty;
    cout << "Na koniec podaj sekundy luku: ";
    cin >> sekundy;
 
    liczba_minut_na_stopnie = (minuty / 60);
    liczba_sekund_na_stopnie = (sekundy / 3600);
    static_cast<double> (liczba_minut_na_stopnie);
    static_cast<double>  (liczba_sekund_na_stopnie);
 
    ostateczna_liczba_stopni = stopnie + liczba_minut_na_stopnie + liczba_sekund_na_stopnie;
    static_cast<double> (ostateczna_liczba_stopni);
 
    cout << fixed;
    cout << setprecision(4) << ostateczna_liczba_stopni << " stopni";
 
    return 0;
}

Jeśli przypisujesz wartość do typu całkowitego, to dlaczego zaskoczeniem jest, że jest ona typu całkowitego?

1. static_cast nie działa na zmiennej, którą przekazujesz, czyli nie modyfikuje liczba_minut_na_stopnie. static_cast zwraca wartość jako nowy typ, czyli trzeba czegoś w rodzaju

double xyz = static_cast<double>(liczba_minut_na_stopnie);

Aczkolwiek w tym przypadku (rzutowanie między typami wbudowanymi) static_cast jest zbędny, wystarczy zwykłe przypisywanie

double xyz = liczba_minut_na_stopnie;

1. rzutowanie nie działa wstecz, czyli

liczba_minut_na_stopnie = (minuty / 60);

w tym momencie wartość została już obcięta z części dziesiętnej, żeby być przypisana do int, więc potem żadne rzutowanie już nie pomoże.

Wiesz jak sa zapisywane liczby w komputerze? W takiej kolejnosci to nie mialo prawa dzialac

@Magda Pietrzykowska: Operator rzutowania nie działa tak jak Ci się wydaje.
Nawet gdyby tak działał - to niewiele by to zmieniło w Twoim programie.

To są przykłady, które pokazuję na jednym z pierwszych wykładów z podstaw programowania - mam nadzieję, że pomogą Ci to zrozumieć.

Co wypisze ten program ?

int main()
{
  int a;
  a = 1 / 3;
  cout << a << endl;
}

Przewiń na dół jak już zdecydujesz:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

Oczywiście zero.
Pytanie - dlaczego ?
Przewiń na dół jak już zdecydujesz:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

Nie, przyczyną nie jest to, że zmienna a jest typu int (być może się pomyliłem, ale zgaduję Twoją odpowiedź na podstawie statystyki odpowiedzi moich studentów ;) ). Zobacz - jeśli zmienię na float to nadal wynikiem będzie zero!

int main()
{
  float a;
  a = 1 / 3;
  cout << a << endl;
}

W obu wypadkach program wypisze zero, bo zapis c++ a = 1 / 3; oznacza tak naprawdę DWIE operacje:

• obliczenie wartości wyrażenia 1/3
• wstawienie obliczonej wartości do zmiennej a

Teraz pytanie - jak komputer liczy wartość wyrażenia typu 1/3 ? W przypadku operatorów arytmetycznych możemy mieć do czynienia z jedną z trzech "podstawowych" sytuacji:
a) oba operandy są liczbami całkowitymi
b) oba operandy są liczbami zmiennoprzecinkowymi
c) jeden operand jest liczbą całkowitą a drugi - zmiennoprzecinkową

W sytuacji a) i b) - kompilator ma "łatwe" zadanie - po prostu bezpośrednio "zleca" wykonanie operacji procesorowi. Procesor posiada osobne instrukcje i wewnętrzne struktury służące do obsługi liczb całkowitych i zmiennoprzecinkowych. W przypadku gdy wykonujemy operację na liczbach całkowitych - jest ona w całości wykonywana przez "całkowitoliczbową" część procesora. W efekcie - wynikiem będzie tylko i wyłącznie liczba całkowita.
Gdyby oba operandy były zmiennoprzecinkowe - wynik byłby zmiennoprzecinkowy.
Jeśli jeden z operandów jest liczbą całkowitą a drugi zmiennoprzecinkową - kompilator ma "problem", bo procesor nie posiada bezpośrednio instrukcji pozwalających na wykonanie takich operacji. W tej sytuacji konieczne jest wykonanie konwersji, tak żeby oba operandy miały ten sam typ. W przypadku C/C++ kompilator wykona niejawną konwersję argumentu całkowitoliczbowego do typu zmiennoprzecinkowego.

W przypadku dzielenia 1 / 3 mamy do czynienia z przypadkiem a) - wynikiem będzie zatem zero i NIC WIĘCEJ. To nie będzie jedna trzecia zaokrąglona do liczby całkowitej, to nie będzie "zero i jeden reszty" - to będzie tylko i wyłącznie zero.

I teraz to zero wstawiamy do zmiennej "a". Jeśli zmienna a jest typu int - to komputer po prostu wstawi do niej obliczony wynik (zero całkowitoliczbowe).
Gdyby zmienna a była typu float, to komputer najpierw wykona niejawną konwersję tego "całkowitego" zera do zera zmiennoprzecinkowego.

Jeśli chcesz mieć "dobry" wynik, to musisz zrobić dwie rzeczy

1. zadeklarować zmienną w której przechowywany będzie wynik jako float/double
2. zmusić kompilator do wykonania operacji "zmiennoprzecinkowo"

Jak to zrobić ? Na przykład poprzez wymuszenie konwersji jednego z operandów do typu zmiennoprzecinkowego

int main()
{ 
  float a;
  a = 1.0 / 3;                                // OK, dzielenie double/int --> kompilator zrobi z tego double/double, potem przekonwertuje wynik na float i wstawi go do a
  a = static_cast<float> ( 1 ) / 3;    // OK, jawnie konwertujemy wartość 1 na typ float, w efekcie mamy float/int, kompilator zrobi z tego float/float
  a = static_cast<float> ( 1 / 3 );   // ŹLE - tu konwertujemy wynik działania a nie jeden z operandów. 
}

Pomijając to wszystko co do tej pory napisałem - zapis

static_cast<float> ( a );

nie ma większego "sensu". On nie służy do zmiany typu zmiennej, tylko (tak jak napisał Ci to @twonek) wyciąga wartość ze zmiennej "a" i konwertuje ją na float. Jest to jednak wartość "tymczasowa" - zniknie jeśli natychmiast jej nie zapamiętasz lub nie użyjesz w jakimś wyrażeniu.

Przy okazji z ciekawości zapytam - jak sądzisz - co wyświetli ten program (odpowiedz bez kompilowania i uruchamiania) ?

int main()
{
  int x = 2;
  int y = 3 * x;
  x = 5;
  cout << y << endl;
}