C++显示类型转换

C++显示类型转换

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阅读webkit代码，遭遇C++显示转换，复习下。

过去几年，我更多的是在同C语言打交道，在C语言中，强制类型转换非常简单。

double pi=3.14;

int piInt=(int)pi;

这个强制类型转换会丢失部分数据(.14)，所以如果不加（int）做强制转换，严检查的编译会报错，宽检查的编译会报warning。

在C语言中，指针是4字节或者8字节的，所以指针之间的强制转换在转换的时候就如同不同的int之间的赋值，问题不大，问题在于对该指针的使用上，必须确保该指针确实可以做出这样的强制转换。常见的情况是void*到不同的指针类型（比如内存分配，参数传递），char*和unsigned char*这样的转换。也有在读文件的时候，直接把某个结构映射为内存，写文件的时候，把某块内存直接映射成结构体。

标准C++提供了更好的转换方法，一种无论对程序员和代码解析器都有利的方式。

标准C++中主要有4种显示类型转换类型运算符：reinterpret_cast,static_cast,const_cast,dynamic_cast。

1.reinterpret_cast

语法:

returnvalue=reinterpret_cast(casting value)；

这个操作符修改了操作数类型，但仅仅是重新解释了对象的比特模型而没有进行二进制转换。

从语法上看，这个操作符仅用于指针类型的转换（返回值是指针）。它用来将一个类型指针转换为另一个类型指针，它只需在编译时重新解释指针的类型。

这个操作符基本不考虑转换类型之间是否是相关的。

reinterpret_cast的本质（http://blog.csdn.net/coding_hello/archive/2008/03/24/2211466.aspx）一文做的试验很好的解释了reinterpret_cast不做二进制转换的特点。我喜欢从C语言的角度来理解这个操作符，就像C语言中的指针强制转换，其实只是把地址赋给了新的指针，其它的不做改变，只在新的指针使用的时候，进行不一样的解释。看如下的例子：

#include 
 
using namespace std;
 
class classA
{
  public:
    int valueX;
    int valueY;
 
    classA() { valueX = 0; valueY = 0;}
 
};
 
int main()
{
  classA *a = new classA();
  a->valueX = 10;
  a->valueY = 30;
  cout << "Value of X = " << a->valueX << " Value of Y = "  << a->valueY << endl;
 
  void *aClassVoid = reinterpret_cast<void*>(a);
 
  a = reinterpret_cast(aClassVoid);
 
  cout << "COME BACK To me !! Value of X = " << a->valueX << " Value of Y = "  << a->valueY << endl;
 
  cout << "Value of X = " << a->valueX << " Value of Y = "  << a->valueY << endl;
  aClassVoid = reinterpret_cast<void*>(a);
  // but if you alter the values within a variable once you have done the first cast.
  cout << "After the first cast .. Value of X = " << a->valueX << " Value of Y = "  << a->valueY << endl;
  a->valueX = 0;
  cout << "After settings the value to 0 .. Value of X = " << a->valueX << " Value of Y = "  << a->valueY << endl;
  //and try again with the casting with the aClassVoid
  classA *AP = reinterpret_cast(aClassVoid);
 
  cout << "COME BACK To me !! Value of X = " << AP->valueX << " Value of Y = "  << AP->valueY << endl;
 
  cout << "The last reinterpret_cast leaves the value as 0 for valueX because it is still only pointing to the same place as 'a'" << endl;
 
   return 0;
}

输出结果：

Value of X = 10 Value of Y = 30
COME BACK To me !! Value of X = 10 Value of Y = 30
Value of X = 10 Value of Y = 30
After the first cast .. Value of X = 10 Value of Y = 30
After settings the value to 0 .. Value of X = 0 Value of Y = 30
COME BACK To me !! Value of X = 0 Value of Y = 30
The last reinterpret_cast leaves the value as 0 for valueX because it is still only pointing to the same place as 'a'

可以看出，这个转换只是指针地址的赋值。在reinterpret_cast的本质（http://blog.csdn.net/coding_hello/archive/2008/03/24/2211466.aspx）一文中，只有在cout的时候，参数被不同地进行的解释，才出现的不同的结果。

reinterpret_cast常用的场景如下：

1）普通指针转换，T*—>U*—>T*，保证T*经过一些列转换值不变

比如将不同类型的指针存在一个容器里，vector可以存int*,char*，string*等各种指针，只要有别的方式确定某个void*当初的类型是T*，标准保证reinterpret_cast(v[i])可以得到当初的值。

2）自己做memory allocator，可以将T*转换为U*，这个时候可能要注意字节对其的问题。

 

2.static_cast

语法：T static_cast (expression);

该运算符把expression转换成type-id类型，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。

static_cast是最经常用到的转换操作符，它最经常的一个应用就是将隐式转换变成显示转换，以消除编译器可能产生的warning，同reinterpret_cast不同，采用static_cast转换的两个类型之间一般有某种相关性。

static_cast主要应用场景如下:

1)用于类层次结构中基类和派生类之间指针或引用的转换。这个转换中，将派生类转成基类是安全的，将基类转成派生类时由于没有进行动态类型检查，所以是不安全的。

2）用于基本数据之间的转换。如把int转成char，int转成num等。

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。

除了空指针之外，static_cast并不经常用来做指针转换，因为它的效率不高。

int in=99;   
double dn=static_cast<double> (in);//用于转换基本类型和具有继承关系的类新之间转换   
  
class Base{};   
class derv:public Base{};   
derv dd;   
Base bbbb=static_cast(dd);//具有继承关系的类型之间转换   
       
  
Base *pb1=new Base;   
derv *pder=static_cast(pb1);//基类转继承类   
derv* pder1=new derv;   
Base* pbase1=static_cast(pder1);//继承类指针转父类指针

3.dynamic_cast

语法：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 *；

dynamic_cast的转换是在运行时进行的，它的一个好处是会在运行是做类型检查，如果对象的类型不是期望的类型，它会在指针转换的时候返回NULL，并在引用转换的时候抛出一个std::bad_cast异常。

dynamic_cast一般只在继承类对象的指针之间或引用之间进行类型转换。如果没有继承关系，则被转化的类具有虚函数对象的指针进行转换。

 struct A {
    virtual void f() { }
  };
  struct B : public A { };
  struct C { };
 
  void f () {
    A a;
    B b;
 
    A* ap = &b;
    B* b1 = dynamic_cast (&a);  // NULL, because 'a' is not a 'B'
    B* b2 = dynamic_cast (ap);  // 'b'
    C* c = dynamic_cast (ap);   // NULL.
 
    A& ar = dynamic_cast (*ap); // Ok.
    B& br = dynamic_cast (*ap); // Ok.
    C& cr = dynamic_cast (*ap); // std::bad_cast
  }

4.const_cast

语法：

const_cast< type-id > (exdivssion)

这个运算符可以用来去除一个对象的const或volatile属性。type-id必须是一个指针或者引用。

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 
}