C++中的强制类型转换

在Effective c++中有:尽量少做转型动作,原因是dynamic_casts效率比较低,如果一定要使用转换就使用C++ style的转换,不要使用旧式转换,这样更容易识别并且不同的转换有不同的用途.

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<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。
3.3 reinpreter_cast
 
       用法:reinpreter_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。
它和static_cast的区别主要在于多重继承的时候:
class A {
    public:
    int m_a;
    int m_aa;
};

class B {
    public:
    int m_b;
    //int m_bb;
};

class C : public A, public B {};

前两个的输出值是相同的,最后一个则会在原基础上偏移8个字节,这是因为 static_cast 计算了父子类 指针 转换的 偏移量 ,并将之转换到正确的地址(c里面有m_a,m_b,转换为B*指针后指到m_b处),而reinterpret_cast却不会做这一层转换。

3.4 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:
 
class B{
       public:
        int m_iNum;
}
void foo(){
const B b1;
b1.m_iNum = 100;            //comile error
B b2 = 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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