C++类型转换

C++的类型转换符
使用标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。
1static_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。

2dynamic_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。
classB{
public:
 intm_iNum;
 virtualvoidfoo();
};
classD:publicB{
 public:
 char*m_szName[100];
};
voidfunc(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<Insidec++objectmodel>)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(crosscast)。如下代码所示。
classA{
public:
 intm_iNum;
 virtualvoidf(){}
};
classB:publicA{
};
classD:publicA{
};
voidfoo(){

 B*pb=newB;
 pb->m_iNum=100;
 D*pd1=static_cast<D*>(pb); //compileerror
 D*pd2=dynamic_cast<D*>(pb);//pd2isNULL
 deletepb;
}
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。

3reinterpret_cast
用法:reinterpret_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。
(static_cast.与.reinterpret_cast 比较,见下面 )

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:
classB{
public:
 intm_iNum;
}
voidfoo(){
constBb1;
b1.m_iNum=100; //comileerror
Bb2=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。
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==dynamic_cast.vs.static_cast 
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classB{...}; 
classD:publicB{...}; 

voidf(B*pb) 
{ 
D*pd1=dynamic_cast<D*>(pb); 
D*pd2=static_cast<D*>(pb); 
} 
IfpbreallypointstoanobjectoftypeD,thenpd1andpd2willgetthesamevalue.
Theywillalsogetthesamevalueifpb==0.
IfpbpointstoanobjectoftypeBandnottothecompleteDclass,then
dynamic_castwillknowenoughtoreturnzero.However,static_castreliesonthe
programmer’sassertionthatpbpointstoanobjectoftypeDandsimplyreturnsa
pointertothatsupposedDobject.
即 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... 


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==static_cast.vs.reinterpret_cast 
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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 和 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:
intn=9;doubled=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: 

intn=9; 
doubled=reinterpret_cast<double&>(n);
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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