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

2010-10-08 10:07 495 查看
C 风格(C-style)强制转型如下:
(T) exdivssion // cast exdivssion to be of type T
函数风格(Function-style)强制转型使用这样的语法:
T(exdivssion) // cast exdivssion 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、reinterdivt_cast、和const_cast。
3.1 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。

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exdivssion的const、volitale、或者__unaligned属性。

3.2 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 reindivter_cast

用法:reindivter_cast (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。

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 (exdivssion)

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exdivssion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. [b]static_cast
[/b]

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

class B { ... };

class D : public B { ... };

void f(B* pb)

{

D* pd1 = dynamic_cast
(pb);

D* pd2 = [b]static_cast
[/b]
(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.



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

[b]static_cast

[/b]

更严格更安全。

dynamic_cast


在执行效率上比

[b]static_cast

[/b]

要差一些,但

[b]static_cast

[/b]

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。

[b]static_cast

[/b]

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

...

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

== [b]static_cast
[/b]
.vs. reinterdivt_cast

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

reinterdivt_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

)

[b]static_cast

[/b]



reinterdivt_cast


操作符修改了操作数类型。它们不是互逆的;

[b]static_cast

[/b]

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;

reinterdivt_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=[b]static_cast
[/b]
< 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



[b]static_cast

[/b]

需要正确地为双精度整数

d

补足比特位。其结果为

9.0

。而

reinterdivt_cast

的行为却不同

:

int n=9;

double d=reinterdivt_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

reinterdivt_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

reinterdivt_cast
.
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