标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast

static_cast:

用法:static_cast < type-id > ( exdivssion )

该运算符把exdivssion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,编译器会给出警告。

class Base

{

     .......

};

class Derive :public Base

{

     ........

};

…………

Base *pa = new Base();

Derive *pd = new Derive();

 

pd = static_cast<Derive *>(pa);//这是不安全的

 

pa = static_cast<Derive *>(pd);//这是安全的


2)用于基本数据类型之间的转换,如把double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。

 

double d =97.0;

int i = static_cast<int>(d);

 

char c = static_cast<char>(i);

 

 

3)把空指针转换成目标类型的空指针。

class Base;

 

void *pv = NULL;

 

Base pB = static_cast<Base*>(pv);
4)把任何类型的表达式转换成void类型。

class Base;

Base a;

double d =97.0;

 

void *p = static_cast<void*>(&d);

 

p = static_cast<void *>(&a);

 

注意:static_cast不能转换掉exdivssionconstvolitale、或者__unaligned属性。

 

 

dynamic_cast

用法:dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )
该运算符把exdivssion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exdivssion也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么exdivssion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 Base

{

     .......

     virtual ~Base();

};

class Derive :public Base

{

     ........

public:

     char m_szName[100];

};

void func(Base *pb){

     Derive *pd1 =static_cast(pb);

     Derive *pd2 = dynamic_cast(pb);

}

 

在上面的代码段中,如果pb指向一个Derive类型的对象,pd1pd2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Base类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行Derive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:Base要有虚函数,否则dynamic_cast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); //编译报错

     D *pd2 = dynamic_cast(pb); //pd2为空

     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。

 

reinterpret_cast

用法:reinterpret_cast < type-id > ( exdivssion )

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。reinterpret_cast,支持任何转换,但仅仅是如它的名字所描述的那样“重解释”而已,不会对指针的值进行任何调整,用它完全可以做到“指鹿为马”,但很明显,它是最不安全的转换,使用它的时候,你得头脑清醒,知道自己在干什么。

int *ip;

char *pc = reinterpret_cast<char*>(ip);

像上面的用法,程序员必须牢记pc所指向的真实对象其实是int型,而并非字符数组。任何假设pc是普通的字符指针的应用,都是可能带来有趣的运行错误。如: strlen(pc)。

 

const_cast
用法:const_cast(exdivssion)
该运算符用来修改类型的constvolatile属性。除了const volatile修饰之外, type_idexdivssion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。

char *string_copy(char *pstr);

 

const char* pc_str;

char *pc=string_copy(const_cast<char*>(pc_str)); //直接调用string_copy(pc_str),编译器会报错

 

终结:

1)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

 

2) 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_castreinterpret_cast操作符修改了操作数类型。它们不是互逆的;static_cast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。如:

int n=9;

double d1=static_cast<double>(n);//将一个变量从int转换到double,static_cast需要正确地为双精度整数d补足比特位。d1结果为.0

 

double d2=reinterpret_cast<double>(n);//d2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.

 

附录:

MSDN上关于四种cast的说明:

 

reinterpret_cast Operator

The reinterpret_cast operator allows any pointer to be converted into any other pointer type. It also allows any integral type to be converted into any pointer type and vice versa. Misuse of the reinterpret_cast operator can easily be unsafe. Unless the desired conversion is inherently low-level, you should use one of the other cast operators.

 

dynamic_cast Operator

The expression dynamic_cast( expression ) converts the operand expression to an object of type type-id. The type-id must be a pointer or a reference to a previously defined class type or apointer to void. The type of expression must be a pointer if type-id is a pointer, or an l-value if type-id is a reference.

 

static_cast Operator

The expression static_cast < type-id > ( expression ) converts expression to the type of type-id based solely on the types present in the expression. No run-time type check is made to ensure the safety of the conversion.

 

const_cast operator

The const_cast operator can be used to remove the const, volatile, and __unaligned attribute(s) from a class.

 

参考链接:

http://blog.csdn.net/guogangj/article/details/1545119

 

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