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標準C++的類型轉換:static_cast、dynamic_cast

2018年02月10日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3646字 ⁄ 字号 评论关闭

3.1 static_cast 
用法:static_cast < type-id > ( exdivssion ) 
該運算符把exdivssion轉換為type-id類型,但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法:
用於類層次結構中基類和子類之間指針或引用的轉換。
  進行上行轉換(把子類的指針或引用轉換成基類表示)是安全的;
  進行下行轉換(把基類指標或引用轉換成子類表示)時,由於沒有動態類型檢查,所以是不安全的。
用於基本資料類型之間的轉換,如把int轉換成char,把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。
把空指標轉換成目標類型的空指標。
把任何類型的運算式轉換成void類型。

注意:static_cast不能轉換掉exdivssionconstvolitale、或者__unaligned屬性。


3.2 dynamic_cast
用法:dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )
該運算符把exdivssion轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指標、類的引用或者void
*

如果type-id是類指標類型,那麼exdivssion也必須是一個指標,如果type-id是一個引用,那麼exdivssion也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用於類層次間的上行轉換和下行轉換,還可以用於類之間的交叉轉換。
在類層次間進行上行轉換時,dynamic_caststatic_cast的效果是一樣的;
在進行下行轉換時,dynamic_cast具有類型檢查的功能,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);
}

在上面的代碼段中,如果pb指向一個D類型的物件,pd1pd2是一樣的,並且對這兩個指標執行D類型的任何操作都是安全的;
但是,如果pb指向的是一個B類型的物件,那麼pd1將是一個指向該物件的指標,對它進行D類型的操作將是不安全的(如訪問m_szName),
pd2將是一個空指標。

另外要注意:B要有虛函數,否則會編譯出錯;static_cast則沒有這個限制。
這是由於運行時類型檢查需要運行時類型資訊,而這個資訊存儲在類的虛函數表(
關於虛函數表的概念,詳細可見)中,只有定義了虛函數的類才有虛函數表,
沒有定義虛函數的類是沒有虛函數表的。

另外,dynamic_cast還支援交叉轉換(cross
cast
)。如下代碼所示。

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;
}

在函數foo中,使用static_cast進行轉換是不被允許的,將在編譯時出錯;而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的,結果是空指針。


3.3 reindivter_cast
用法:reindivter_cast (exdivssion)
type-id
必須是一個指標、引用、算術類型、函數指標或者成員指標。
它可以把一個指標轉換成一個整數,也可以把一個整數轉換成一個指標(先把一個指標轉換成一個整數,
在把該整數轉換成原類型的指標,還可以得到原先的指標值)。

該運算符的用法比較多。

3.4 const_cast 
用法:const_cast (exdivssion)
該運算符用來修改類型的constvolatile屬性。除了const volatile修飾之外, type_idexdivssion的類型是一樣的。
常量指標被轉化成非常量指標,並且仍然指向原來的物件;
常量引用被轉換成非常量引用,並且仍然指向原來的物件;常量物件被轉換成非常量對象。

Voiatileconst類試。舉如下一例:

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
}

上面的代碼編譯時會報錯,因為b1是一個常量物件,不能對它進行改變;
使用const_cast把它轉換成一個常量物件,就可以對它的資料成員任意改變。注意:b1b2是兩個不同的物件。
 

== ===========================================

== dynamic_cast .vs. static_cast 
== ===========================================

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可用于繼承體系中的向下轉型,即將基類指標轉換為派生類指針,比static_cast更嚴格更安全。dynamic_cast在執行效率上比static_cast要差一些,但static_cast在更寬上範圍內可以完成映射,這種不加限制的映射伴隨著不安全性。static_cast覆蓋的變換類型除類層次的靜態導航以外,還包括無映射變換、窄化變換(這種變換會導致物件切片,丟失資訊)、用VOID*的強制變換、隱式類型變換等... 

== ===========================================
== static_cast.vs. reinterdivt_cast 
== ================================================

reinterdivt_cast是為了映射到一個完全不同類型的意思,這個關鍵字在我們需要把類型映射回原有類型時用到它。我們映射到的類型僅僅是為了故弄玄虛和其他目的,這是所有映射中最危險的。(這句話是C++編程思想中的原話)

static_cast  reinterdivt_cast 操作符修改了運算元類型。它們不是互逆的; static_cast 在編譯時使用類型資訊執行轉換,在轉換執行必要的檢測(諸如指標越界計算類型檢查). 其運算元相對是安全的。另一方面;reinterdivt_cast 僅僅是重新解釋了給出的物件的比特模型而沒有進行二進位轉換, 例子如下:

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

上面的例子中我們將一個變數從 int 轉換到 double 這些類型的二進位運算式是不同的。 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9static_cast 需要正確地為雙精度整數 d 補足比特位元。其結果為 9.0。而reinterdivt_cast 的行為卻不同:

int n=9;

double d=reinterdivt_cast (n);

這次結果有所不同在進行計算以後,
包含無用值這是因為 reinterdivt_cast 僅僅是複製 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析.

因此你需要謹慎使用 reinterdivt_cast.


http://blog.xuite.net/tsai.oktomy/program/20019616-%E6%A8%99%E6%BA%96C%2B%2B%E7%9A%84%E9%A1%9E%E5%9E%8B%E8%BD%89%E6%8F%9B%EF%BC%9Astatic_cast%E3%80%81dynamic_cast%3E


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