static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast

标准C++中有四个类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。下面对它们一一进行介绍。

 

static_cast

用法:static_cast < type-id > ( expression_r_r )

该运算符把expression_r_r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_r_r的const、volitale、或者__unaligned属性。

 

dynamic_cast

用法:dynamic_cast < type-id > ( expression_r_r )

该运算符把expression_r_r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_r_r也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression_r_r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。

 

reinpreter_cast

用法:reinpreter_cast<type-id> (expression_r_r)

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。

 

const_cast

用法:const_cast<type_id> (expression_r_r)

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_r_r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。

 

注意如下代码:

const int constant = 21;
const int* const_p = &constant;
int* modifier = const_cast<int*>(const_p);
*modifier = 7;

 

输出结果:

cout <<"constant: "<< constant <<endl;
cout << "const_p: "<< *const_p <<endl;
cout << "modifier: "<< *modifier <<endl;
/**
constant: 21
const_p: 7
modifier: 7
**/

 

cout << "constant: "<< &constant <<endl;
cout << "const_p: "<< const_p <<endl;
cout << "modifier: "<< modifier <<endl;
/**
constant: 0x7fff5fbff72c
const_p: 0x7fff5fbff72c
modifier: 0x7fff5fbff72c

**/

 

三者的地址是一样的,但是值却不一样,说明c++里面,const就是const,const有他存在的意义。

IBM的C++指南称呼“*modifier = 7;”为“未定义行为(Undefined Behavior)”。所谓未定义,是说这个语句在标准C++中没有明确的规定,由编译器来决定如何处理。

因此对于const所修饰的数据,我们绝对不对他们重新赋值。

那么什么时候需要用到const_cast呢?

1、我们可能调用了一个参数不是const的函数,而我们要传进去的实际参数确实const的,但是我们知道这个函数是不会对参数做修改的。于是我们就需要使用const_cast去除const限定,以便函数能够接受这个实际参数。

2、我们定义了一个非const的变量,但用带const限定的指针去指向它,在某一处我们突然又想修改了,可是我们手上只有指针,这时候我们可以去const来修改了。

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)

 {int variable = 21;

int* const_p = &variable;

int* modifier = const_cast<int*>(const_p);

*modifier = 7cout <<"variable:" << variable <<endl;

return 0;}

 /**variable:7**/

 

 

最容易理解的解释:

   dynamic_cast:   通常在基类和派生类之间转换时使用;
   const_cast:   主要针对const和volatile的转换.   
   static_cast:   一般的转换,如果你不知道该用哪个,就用这个。   
   reinterpret_cast:   用于进行没有任何关联之间的转换,比如一个字符指针转换为一个整形数。

 

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