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标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast(转载)

2013年04月29日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3570字 ⁄ 字号 评论关闭

C 风格(C-style)强制转型如下:
(T) exdivssion // cast exdivssion to be of type T
函数风格(Function-style)强制转型使用这样的语法:
T(exdivssion) // cast exdivssion to be of type T
 
这两种形式之间没有本质上的不同,它纯粹就是一个把括号放在哪的问题。我把这两种形式称为旧风格(old-style)的强制转型。
使用标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterdivt_cast、和const_cast。
3.1 static_cast

用法:static_cast < type-id > ( exdivssion ) 

该运算符把exdivssion转换为type-id类型,但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法:

①用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。

  进行上行转换(把子类的指针或引用转换成基类表示)是安全的;

  进行下行转换(把基类指针或引用转换成子类表示)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。

②用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char,把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。

③把空指针转换成目标类型的空指针。

④把任何类型的表达式转换成void类型。
注意:static_cast不能转换掉exdivssion的const、volitale、或者__unaligned属性。


3.2 dynamic_cast

用法:dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )

该运算符把exdivssion转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *;

如果type-id是类指针类型,那么exdivssion也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么exdivssion也必须是一个引用。
dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。

在类层次间进行上行转换时,dynamic_cast和static_cast的效果是一样的;

在进行下行转换时,dynamic_cast具有类型检查的功能,比static_cast更安全。

class B{

public:

int m_iNum;

virtual void foo();

};
class D:public B{

public:

char *m_szName[100];

};
void func(B *pb){

D *pd1 = static_cast(pb);

D *pd2 = dynamic_cast(pb);

}
在上面的代码段中,如果pb指向一个D类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的;

但是,如果pb指向的是一个B类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行D类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),

而pd2将是一个空指针。
另外要注意:B要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。

这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的虚函数表(

关于虚函数表的概念,详细可见)中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,

没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。
另外,dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示。

class A{

public:

int m_iNum;

virtual void f(){}

};
class B:public A{

};
class D:public A{

};
void foo(){

B *pb = new B;

pb->m_iNum = 100;
D *pd1 = static_cast(pb); //compile error

D *pd2 = dynamic_cast(pb); //pd2 is NULL

delete pb;

}
在函数foo中,使用static_cast进行转换是不被允许的,将在编译时出错;而使用 dynamic_cast的转换则是允许的,结果是空指针。


3.3 reindivter_cast

用法:reindivter_cast (exdivssion)

type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。

它可以把一个指针转换成一个整数,也可以把一个整数转换成一个指针(先把一个指针转换成一个整数,

在把该整数转换成原类型的指针,还可以得到原先的指针值)。
该运算符的用法比较多。
3.4 const_cast 

用法:const_cast (exdivssion)

该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外, type_id和exdivssion的类型是一样的。

常量指针被转化成非常量指针,并且仍然指向原来的对象;

常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象;常量对象被转换成非常量对象。
Voiatile和const类试。举如下一例:

class B{

public:

int m_iNum;

}

void foo(){

const B b1;

b1.m_iNum = 100; //comile error

B b2 = const_cast(b1);

b2. m_iNum = 200; //fine

}

上面的代码编译时会报错,因为b1是一个常量对象,不能对它进行改变;

使用const_cast把它转换成一个常量对象,就可以对它的数据成员任意改变。注意:b1和b2是两个不同的对象。
 
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== dynamic_cast .vs. static_cast 
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class B { ... }; 
class D : public B { ... }; 

void f(B* pb) 
{
D*
pd1 = dynamic_cast(pb);
D*
pd2 = static_cast(pb); 



If
pb really points to an object of type D, then pd1 and pd2 will get the same value. They will also get the same value if pb == 0. 


If
pb points to an object of type B and not to the complete D class, then dynamic_cast will know enough to return zero. However, static_cast relies
on the programmer’s assertion that pb points to an object of type D and simply returns a pointer to that supposed D object. 


dynamic_cast可用于继承体系中的向下转型,即将基类指针转换为派生类指针,比static_cast更严格更安全。dynamic_cast在执行效率上比static_cast要差一些,但static_cast在更宽上范围内可以完成映射,这种不加限制的映射伴随着不安全性。static_cast覆盖的变换类型除类层次的静态导航以外,还包括无映射变换、窄化变换(这种变换会导致对象切片,丢失信息)、用VOID*的强制变换、隐式类型变换等... 


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== static_cast .vs. reinterdivt_cast 
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reinterdivt_cast是为了映射到一个完全不同类型的意思,这个关键词在我们需要把类型映射回原有类型时用到它。我们映射到的类型仅仅是为了故弄玄虚和其他目的,这是所有映射中最危险的。(这句话是C++编程思想中的原话)
static_cast  reinterdivt_cast 操作符修改了操作数类型。它们不是互逆的; static_cast 在编译时使用类型信息执行转换,在转换执行必要的检测(诸如指针越界计算类型检查). 其操作数相对是安全的。另一方面;reinterdivt_cast 仅仅是重新解释了给出的对象的比特模型而没有进行二进制转换, 例子如下:

int
n=9; double d=static_cast <
double > (n); 


上面的例子中我们将一个变量从 int 转换到 double 这些类型的二进制表达式是不同的。

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