c++中类型转换机制

类型转换机制：可以分为隐式类型转换和显示类型转换，显示类型转换也称为强制类型转换(cast)，有四种名字命名的强制类型转换操作符：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast。

隐式的类型转换比较常见，在混合的类型表达式中经常发生。最简单的为整型提升，对于所有比int小的整型，包括char、signed char、unsigned char、short和unsigned short如果该类型的所有可能值都能包容在int内，它们就会被提升为int型，否则，将被提升为unsigned int。在包含short和int类型的表达式中，short转化为int，如果int类型足够表示所有的unsigned short类型，则unsigned short类型被转化为int，否则将转化为unsigned int。32位的机器上long和int通常用一个字长来表示，因此当表达式中包含unsigned int和两种类型，其操作数都应转换为unsigned long型。

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：

 

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expression的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<D *>(pb);
     D *pd2 = dynamic_cast<D *>(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<Inside c++ object model>）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<D *>(pb);    //copile error
 
     D *pd2 = dynamic_cast<D *>(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<type-id> (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<type_id> (expression) 

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<B>(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把它转换成一个非常量对象，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。