C++命名型的强制类型转换

 

命名的强制类型转换符号的一般形式如下:
   cast_name<type>(expression);
 其中cast_name为static_cast，dynamic_cast,const_cast和reinterpret_cast之一，type为转换的目标类型，而expression则是被强制转换的值。强制转换的类型指定了在expression上执行某种特定类型的转换。

 

1.static_cast
它用来进行比较安全的、基于内容的数据类型转换（编译器会生成代码进行转换）。基本数据类型之间的转换都适用于static_cast。static_cast可以对对象也可以对指针也可以对引用使用，该运算符把expression转换为type类型，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。

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，将一个较大的算术类型赋值给较小的类型。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，把void指针转换成原来的指针类型

2.const_cast
该操作符时用于去除const属性，即将指向const对象的指针qi转换为指向非const对象的指针。const_cast只可以对指针和引用使用,如果你要把一个const对象值转化为非const对象值只能用隐式执行或通过使用static_cast、C 样式转换或函数样式转换执行。

//code
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
 const int value=2;
 int *p=const_cast<int*>(&value);
 cout<<*p<<endl;
 *p=3;
 cout<<*p<<endl;
 cout<<value<<endl;
 int num=4;
 const int *pstr=&num;
 int *ps=const_cast<int*>(pstr);
 cout<<*ps<<endl;
 *ps=1;
 cout<<*ps<<endl;
 cout<<*pstr<<endl;
 cout<<num<<endl;
 //*pstr=4;//错误，但是可以通过*ps来改变*pstr的值
 return 0;
}

3.reinterpret_cast
通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释,即对数据的二进制存在形式进行重新解释。
//code
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i;
char *p = "This is a example.";
i = reinterpret_cast<int>(p);
return 0;
}
运行结果：

i:429875
p=This is a example.
此时结果，i与p的值是完全相同的。reinterpret_cast的作用是说将指针p的值以二进制（位模式）的方式被解释为整型，并赋给i，一个明显的现象是在转换前后没有数位损失。

4.dynamic_cast
  该操作符用于运行时检查该转换是否类型安全，但只在多态类型时合法，即该类至少具有一个虚拟方法。dynamic_cast与static_cast具有相同的基本语法，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。
  通常在基类和派生类之间转换时使用, 是run-time cast。dynamic_cast 支持在运行时刻识别由指针或引用指向的类对象.
转换前类型必须是指向多态类型的指针（即要有虚函数），或多态类型的引用，否则编译会出错。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。

用法：dynamic_cast< T >( a )
   该运算符把a转换成T类型的对象。T必须是类的指针、类的引用或者void *；
   如果T是类指针类型，那么a也必须是一个指针，如果T是一个引用，那么a也必须是一个引用。
   它可以将基类的指针或引用转换为派生类的指针或引用。它在转换前会检查指针（或引用）所指向对象的实际类型是否与转换的目的类型兼容，如果兼容转换才会发生，才能得到派生类的指针（或引用），否则：①如果执行的是指针类型的转换，会得到空指针；②如果执行的是用引用类型的转换，会抛出异常。

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);    //compile 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。