C++的四種類型轉(zhuǎn)換

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使用標(biāo)準(zhǔn)C++的類型轉(zhuǎn)換符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。

static_cast

用法

static_cast <type> (expression)  

該運(yùn)算符把expression轉(zhuǎn)換為type類型,但沒有運(yùn)行時(shí)類型檢查來保證轉(zhuǎn)換的安全性。它主要有如下幾種用法:

①用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和子類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換。

進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換(把子類的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類表示)是安全的;

進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換(把基類指針或引用轉(zhuǎn)換成子類表示)時(shí),由于沒有動(dòng)態(tài)類型檢查,所以是不安全的。

②用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換,如把int轉(zhuǎn)換成char,把int轉(zhuǎn)換成enum。這種轉(zhuǎn)換的安全性也要開發(fā)人員來保證。

③把空指針轉(zhuǎn)換成目標(biāo)類型的空指針。

④把任何類型的表達(dá)式轉(zhuǎn)換成void類型。

注意static_cast不能轉(zhuǎn)換掉expressionconst、volitale、或者__unaligned屬性。

dynamic_cast

用法

dynamic_cast < type-id > ( expression )

該運(yùn)算符把expression轉(zhuǎn)換成type-id類型的對(duì)象。type-id必須是類的指針、類的引用或者void *

如果type-id是類指針類型,那么expression也必須是一個(gè)指針,如果type-id是一個(gè)引用,那么expression也必須是一個(gè)引用。

dynamic_cast主要用于類層次間的上行轉(zhuǎn)換和下行轉(zhuǎn)換,還可以用于類之間的交叉轉(zhuǎn)換。

在類層次間進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換時(shí),dynamic_caststatic_cast的效果是一樣的;

在進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換時(shí),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<D *>(pb);

    D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb);

}

在上面的代碼段中,如果pb指向一個(gè)D類型的對(duì)象,pd1pd2是一樣的,并且對(duì)這兩個(gè)指針執(zhí)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(gè)B類型的對(duì)象,那么pd1將是一個(gè)指向該對(duì)象的指針,對(duì)它進(jìn)行D類型的操作將是不安全的(如訪問m_szName),

pd2將是一個(gè)空指針。

另外要注意B要有虛函數(shù),否則會(huì)編譯出錯(cuò);static_cast則沒有這個(gè)限制。

這是由于運(yùn)行時(shí)類型檢查需要運(yùn)行時(shí)類型信息,而這個(gè)信息存儲(chǔ)在類的虛函數(shù)表(關(guān)于虛函數(shù)表的概念,詳細(xì)可見<Inside c++ object model>)中,只有定義了虛函數(shù)的類才有虛函數(shù)表,

沒有定義虛函數(shù)的類是沒有虛函數(shù)表的。

另外,dynamic_cast還支持交叉轉(zhuǎn)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<D *>(pb);    //compile error

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

    delete pb;

}

在函數(shù)foo中,使用static_cast進(jìn)行轉(zhuǎn)換是不被允許的,將在編譯時(shí)出錯(cuò);而使用 dynamic_cast的轉(zhuǎn)換則是允許的,結(jié)果是空指針。

reinterpret_cast

用法

reinterpret_cast<type-id> (expression)

type-id必須是一個(gè)指針、引用、算術(shù)類型、函數(shù)指針或者成員指針。

它可以把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù),也可以把一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針(先把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù),在把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成原類型的指針,還可以得到原先的指針值)。

該運(yùn)算符的用法比較多。

(static_castreinterpret_cast比較,見下面 )

const_cast

用法:

const_cast<type_id> (expression)

該運(yùn)算符用來修改類型的constvolatile屬性。除了constvolatile修飾之外, type_idexpression的類型是一樣的。

常量指針被轉(zhuǎn)化成非常量指針,并且仍然指向原來的對(duì)象;

常量引用被轉(zhuǎn)換成非常量引用,并且仍然指向原來的對(duì)象;常量對(duì)象被轉(zhuǎn)換成非常量對(duì)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<B>(b1);

    b2. m_iNum = 200;           //fine

}

上面的代碼編譯時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò),因?yàn)?code>b1是一個(gè)常量對(duì)象,不能對(duì)它進(jìn)行改變;

使用const_cast把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)常量對(duì)象,就可以對(duì)它的數(shù)據(jù)成員任意改變。注意:b1b2是兩個(gè)不同的對(duì)象。

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


    dynamic_cast .vs. static_cast

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

 

class B { ... };

class D : public B { ... };

 

void f(B* pb)

{

 
    D* pd1 = dynamic_cast<D*>(pb);


    D* pd2 = static_cast<D*>(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(zhuǎn)型,即將基類指針轉(zhuǎn)換為派生類指針,比static_cast更嚴(yán)格更安全。dynamic_cast在執(zhí)行效率上比static_cast要差一些,但static_cast在更寬上范圍內(nèi)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(tài)導(dǎo)航以外,還包括無映射變換、窄化變換(這種變換會(huì)導(dǎo)致對(duì)象切片,丟失信息)、用VOID*的強(qiáng)制變換、隱式類型變換等...

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

    static_cast .vs. reinterpret_cast

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reinterpret_cast是為了映射到一個(gè)完全不同類型的意思,這個(gè)關(guān)鍵詞在我們需要把類型映射回原有類型時(shí)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(xiǎn)的。(這句話是C++編程思想中的原話)

static_castreinterpret_cast操作符修改了操作數(shù)類型。它們不是互逆的; static_cast 在編譯時(shí)使用類型信息執(zhí)行轉(zhuǎn)換,在轉(zhuǎn)換執(zhí)行必要的檢測(cè)(諸如指針越界計(jì)算, 類型檢查). 其操作數(shù)相對(duì)是安全的。另一方面;reinterpret_cast僅僅是重新解釋了給出的對(duì)象的比特模型而沒有進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)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(gè)變量從 int 轉(zhuǎn)換到 double。 這些類型的二進(jìn)制表達(dá)式是不同的。 要將整數(shù)9轉(zhuǎn)換到 雙精度整數(shù)9,static_cast 需要正確地為雙精度整數(shù) d補(bǔ)足比特位。其結(jié)果為9.0。而reinterpret_cast 的行為卻不同:

int n=9;

double d=reinterpret_cast<double & > (n);
 

這次, 結(jié)果有所不同. 在進(jìn)行計(jì)算以后,d包含無用值. 這是因?yàn)?reinterpret_cast 僅僅是復(fù)制 n 的比特位到 d, 沒有進(jìn)行必要的分析.

因此, 你需要謹(jǐn)慎使用 reinterpret_cast。

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