c++ 关于强制转换的四种方式

    技术2022-05-19  19

    标准 C++ 类型转换符: static_cast,dynamic_cast...

    C 风格( C-style )强制转型如下: (T) expression // cast expression to be of type T 函数风格( Function-style )强制转型使用这样的语法: T(expression) // cast expression 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 reinterpret_cast 、和 const_cast 3.1 static_cast 用法: static_cast < type-id > ( expression ) 该运算符把 expression 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: 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。 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。 把空指针转换成目标类型的空指针。 把任何类型的表达式转换成 void 类型。 注意: static_cast 不能转换掉 expression const volitale 、或者 __unaligned 属性。 3.2 dynamic_cast 用法: dynamic_cast < type-id > ( expression ) 该运算符把 expression 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 expression 也必须是一个指针,如果 type-id 是一个引用,那么 expression 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 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 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 ), 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 reinpreter_cast

    用法: reinpreter_cast (expression) 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 (expression) 该运算符用来修改类型的 const volatile 属性。除了 const volatile 修饰之外, type_id expression 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 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 b2 是两个不同的对象。 == =========================================== == 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 ... == =========================================== == static_cast .vs. reinterpret_cast == ================================================ reinterpret_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 reinterpret_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; reinterpret_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。 要将整数 9 转换到 双精度整数 9 static_cast 需要正确地为双精度整数 d 补足比特位。其结果为 9.0 。而 reinterpret_cast 的行为却不同 : int n=9; double d=reinterpret_cast<double> (n); 会发生编译错误。 这次 , 结果有所不同 . 在进行计算以后 , d 包含无用值 . 这是因为 reinterpret_cast 仅仅是复制 n 的比特位到 d, 没有进行必要的分析 . 因此 , 你需要谨慎使用 reinterpret_cast.


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