标准C++类型转换符

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:
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(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)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(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。
 

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

== 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.


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...


== ===========================================
== 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 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:


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 (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.

源自: 点击打开链接


个人感觉 以下文章稍微 实战性强些

C++开发必看 四种强制类型转换的总结

C风格的强制类型转换(Type Cast)很简单,不管什么类型的转换统统是:
  TYPE b = (TYPE)a

  C++风格的类型转换提供了4种类型转换操作符来应对不同场合的应用。

  const_cast,字面上理解就是去const属性。

  static_cast,命名上理解是静态类型转换。如int转换成char。

  dynamic_cast,命名上理解是动态类型转换。如子类和父类之间的多态类型转换。

  reinterpreter_cast,仅仅重新解释类型,但没有进行二进制的转换。

  4种类型转换的格式,如:

TYPE B = static_cast(TYPE)(a)

  const_cast

  去掉类型的const或volatile属性。

struct SA {
    
int i;
};
const SA ra;
// ra.i = 10; // 直接修改const类型,编译错误
SA & rb = const_cast < SA &> (ra);
rb.i
= 10 ;

  static_cast

  类似于C风格的强制转换。无条件转换,静态类型转换。用于:

  1. 基类和子类之间转换:其中子类指针转换成父类指针是安全的;但父类指针转换成子类指针是不安全的。(基类和子类之间的动态类型转换建议用dynamic_cast)

  2. 基本数据类型转换。enum, struct, int, char, float等。static_cast不能进行无关类型(如非基类和子类)指针之间的转换。

  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。

  5. static_cast不能去掉类型的const、volitale属性(用const_cast)。

int n = 6 ;
double d = static_cast < double > (n); // 基本类型转换
int * pn = & n;
double * d = static_cast < double *> ( & n) // 无关类型指针转换,编译错误
void * p = static_cast < void *> (pn); // 任意类型转换成void类型

  dynamic_cast

  有条件转换,动态类型转换,运行时类型安全检查(转换失败返回NULL):

  1. 安全的基类和子类之间转换。

  2. 必须要有虚函数。

  3. 相同基类不同子类之间的交叉转换。但结果是NULL。

class BaseClass {
public :
int m_iNum;
virtual void foo(){};
// 基类必须有虚函数。保持多台特性才能使用dynamic_cast
};
class DerivedClass: public BaseClass {
public :
char * m_szName[ 100 ];
void bar(){};
};
BaseClass
* pb = new DerivedClass();
DerivedClass
* pd1 = static_cast < DerivedClass *> (pb);
// 子类->父类,静态类型转换,正确但不推荐
DerivedClass * pd2 = dynamic_cast < DerivedClass *> (pb);
// 子类->父类,动态类型转换,正确
BaseClass * pb2 = new BaseClass();
DerivedClass
* pd21 = static_cast < DerivedClass *> (pb2);
// 父类->子类,静态类型转换,危险!访问子类m_szName成员越界
DerivedClass * pd22 = dynamic_cast < DerivedClass *> (pb2);
// 父类->子类,动态类型转换,安全的。结果是NULL

  reinterpreter_cast

  仅仅重新解释类型,但没有进行二进制的转换:

  1. 转换的类型必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。

  2. 在比特位级别上进行转换。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)。但不能将非32bit的实例转成指针。

  3. 最普通的用途就是在函数指针类型之间进行转换。

  4. 很难保证移植性。

int doSomething(){ return 0 ;};
typedef
void ( * FuncPtr)();
// FuncPtr is 一个指向函数的指针,该函数没有参数,返回值类型为 void
FuncPtr funcPtrArray[ 10 ];
// 10个FuncPtrs指针的数组 让我们假设你希望(因为某些莫名其妙的原因)把一个指向下面函数的指针存入funcPtrArray数组:
funcPtrArray[
0 ] = & doSomething;
// 编译错误!类型不匹配,reinterpret_cast可以让编译器以你的方法去看待它们:funcPtrArray
funcPtrArray[ 0 ] = reinterpret_cast < FuncPtr > ( & doSomething);
// 不同函数指针类型之间进行转换

  总 结

  去const属性用const_cast。

  基本类型转换用static_cast。

  多态类之间的类型转换用daynamic_cast。

  不同类型的指针类型转换用reinterpreter_cast。



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