C++中static_cast和reinterpret_cast

  static_cast和reinterpret_cast揭秘 收藏   

本文讨论static_cast<> 和 reinterpret_cast<>。   

  

reinterpret_cast可以转换任意一个32bit整数，包括所有的指针和整数。可以把任何整数转成指针，也可以把任何指针转成整数，以及把指针转化为任意类型的指针，威力最为强大！但不能将非32bit的实例转成指针。总之，只要是32bit的东东，怎么转都行！   

static_cast和dynamic_cast可以执行指针到指针的转换，或实例本身到实例本身的转换，但不能在实例和指针之间转换。static_cast只能提供编译时的类型安全，而dynamic_cast可以提供运行时类型安全。举个例子：   

class a；class b:a；class c。   

上面三个类a是基类，b继承a，c和ab没有关系。   

有一个函数void function(a&a);   

现在有一个对象是b的实例b，一个c的实例c。   

function(static_cast<a&>(b)可以通过而function(static<a&>(c))不能通过编译，因为在编译的时候编译器已经知道c和a的类型不符，因此static_cast可以保证安全。   

下面我们骗一下编译器，先把c转成类型a   

b& ref_b = reinterpret_cast<b&>c;   

然后function(static_cast<a&>(ref_b))就通过了！因为从编译器的角度来看，在编译时并不能知道ref_b实际上是c！   

而function(dynamic_cast<a&>(ref_b))编译时也能过，但在运行时就失败了，因为dynamic_cast在运行时检查了ref_b的实际类型，这样怎么也骗不过去了。   

在应用多态编程时，当我们无法确定传过来的对象的实际类型时使用dynamic_cast，如果能保证对象的实际类型，用static_cast就可以了。至于reinterpret_cast，我很喜欢，很象c语言那样的暴力转换：）   

  

dynamic_cast:动态类型转换   

static_cast:静态类型转换   

reinterpret_cast:重新解释类型转换   

const_cast:常量类型转换   

专业的上面很多了,我说说我自己的理解吧:   

synamic_cast一般用在父类和子类指针或应用的互相转化;   

static_cast一般是普通数据类型(如int m=static_cast<int>(3.14));   

reinterpret_cast很像c的一般类型转换操作   

const_cast是把cosnt或volatile属性去掉  

  

.  

  

介绍  

大多程序员在学C++前都学过C，并且习惯于C风格（类型）转换。当写C++（程序）时，有时候我们在使用static_cast<>和reinterpret_cast<>时可能会有点模糊。在本文中，我将说明static_cast<>实际上做了什么，并且指出一些将会导致错误的情况。  

  

泛型（Generic Types）  

  

  

  

         float f = 12.3;  

        float* pf = &f;  

              // static cast<>  

        // 成功编译, n = 12  

        int n = static_cast<int>(f);  

        // 错误,指向的类型是无关的（译注：即指针变量pf是float类型，现在要被转换为int类型）        //int* pn = static_cast<int*>(pf);  

        //成功编译  

         void* pv = static_cast<void*>(pf);  

        //成功编译, 但是 *pn2是无意义的内存（rubbish）  

         int* pn2 = static_cast<int*>(pv);  

              // reinterpret_cast<>  

        //错误,编译器知道你应该调用static_cast<>  

        //int i = reinterpret_cast<int>(f);  

        //成功编译, 但是 *pn 实际上是无意义的内存,和 *pn2一样  

         int* pi = reinterpret_cast<int*>(pf);简而言之，static_cast<> 将尝试转换，举例来说，如float-到-integer，而reinterpret_cast<>简单改变编译器的意图重新考虑那个对象作为另一类型。  

  

指针类型（Pointer Types）  

  

指针转换有点复杂，我们将在本文的剩余部分使用下面的类：  

  

class CBaseX  

      {  

      public:  

      int x;  

      CBaseX() { x = 10; }  

      void foo() { printf("CBaseX::foo() x=%d/n", x); }  

      };  

      class CBaseY  

        {  

        public:  

        int y;  

        int* py;  

        CBaseY() { y = 20; py = &y; }  

        void bar() { printf("CBaseY::bar() y=%d, *py=%d/n", y, *py);   

        }  

        };  

      class CDerived : public CBaseX, public CBaseY  

        {  

        public:  

        int z;  

        };情况1：两个无关的类之间的转换   

  

  

      // Convert between CBaseX* and CBaseY*  

      // CBaseX* 和 CBaseY*之间的转换  

      CBaseX* pX = new CBaseX();  

      // Error, types pointed to are unrelated  

      // 错误， 类型指向是无关的  

      // CBaseY* pY1 = static_cast<CBaseY*>(pX);  

      // Compile OK, but pY2 is not CBaseX  

      // 成功编译, 但是 pY2 不是CBaseX  

      CBaseY* pY2 = reinterpret_cast<CBaseY*>(pX);  

      // System crash!!  

      // 系统崩溃!!  

      // pY2->bar();正如我们在泛型例子中所认识到的，如果你尝试转换一个对象到另一个无关的类static_cast<>将失败，而reinterpret_cast<>就总是成功“欺骗”编译器：那个对象就是那个无关类。  

  

情况2：转换到相关的类  

  

      1. CDerived* pD = new CDerived();  

      2. printf("CDerived* pD = %x/n", (int)pD);  

      3.   

      4. // static_cast<> CDerived* -> CBaseY* -> CDerived*  

      //成功编译，隐式static_cast<>转换  

      5. CBaseY* pY1 = pD;  

      6. printf("CBaseY* pY1 = %x/n", (int)pY1);  

      // 成功编译, 现在 pD1 = pD  

      7. CDerived* pD1 = static_cast<CDerived*>(pY1);  

      8. printf("CDerived* pD1 = %x/n", (int)pD1);  

      9.   

      10. // reinterpret_cast  

      // 成功编译, 但是 pY2 不是 CBaseY*  

      11. CBaseY* pY2 = reinterpret_cast<CBaseY*>(pD);  

      12. printf("CBaseY* pY2 = %x/n", (int)pY2);  

      13.   

      14. // 无关的 static_cast<>  

      15. CBaseY* pY3 = new CBaseY();  

      16. printf("CBaseY* pY3 = %x/n", (int)pY3);  

      // 成功编译,尽管 pY3 只是一个 "新 CBaseY()"  

      17. CDerived* pD3 = static_cast<CDerived*>(pY3);  

      18. printf("CDerived* pD3 = %x/n", (int)pD3);      ---------------------- 输出 ---------------------------  

      CDerived* pD = 392fb8  

      CBaseY* pY1 = 392fbc  

      CDerived* pD1 = 392fb8  

      CBaseY* pY2 = 392fb8  

      CBaseY* pY3 = 390ff0  

      CDerived* pD3 = 390fec  

      注意：在将CDerived*用隐式 static_cast<>转换到CBaseY*（第5行）时，结果是（指向）CDerived*（的指针向后） 偏移了4（个字节）（译注：4为int类型在内存中所占字节数）。为了知道static_cast<> 实际如何，我们不得不要来看一下CDerived的内存布局。  

  

CDerived的内存布局（Memory Layout）  

  

  

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/zjl_1026_2001/archive/2008/04/03/2246510.aspx  



[cpp] view
plain copy

如图所示，CDerived的内存布局包括两个对象，CBaseX 和 CBaseY，编译器也知道这一点。因此，当你将CDerived* 转换到 CBaseY*时，它给指针添加4个字节，同时当你将CBaseY*转换到CDerived*时，它给指针减去4。然而，甚至它即便不是一个CDerived你也可以这样做。  

当然，这个问题只在如果你做了多继承时发生。在你将CDerived转换 到 CBaseX时static_cast<> 和 reinterpret_cast<>是没有区别的。  

  

情况3：void*之间的向前和向后转换  

  

因为任何指针可以被转换到void*，而void*可以被向后转换到任何指针（对于static_cast<> 和 reinterpret_cast<>转换都可以这样做），如果没有小心处理的话错误可能发生。  

  

  

  

    CDerived* pD = new CDerived();  

        printf("CDerived* pD = %x/n", (int)pD);  

          CBaseY* pY = pD; // 成功编译, pY = pD + 4  

        printf("CBaseY* pY = %x/n", (int)pY);  

            void* pV1 = pY; //成功编译, pV1 = pY  

        printf("void* pV1 = %x/n", (int)pV1);  

               // pD2 = pY, 但是我们预期 pD2 = pY - 4  

        CDerived* pD2 = static_cast<CDerived*>(pV1);  

        printf("CDerived* pD2 = %x/n", (int)pD2);  

        // 系统崩溃  

        // pD2->bar();        ---------------------- 输出 ---------------------------  

        CDerived* pD = 392fb8  

        CBaseY* pY = 392fbc  

        void* pV1 = 392fbc  

        CDerived* pD2 = 392fbc  

     一旦我们已经转换指针为void*，我们就不能轻易将其转换回原类。在上面的例子中，从一个void* 返回CDerived*的唯一方法是将其转换为CBaseY*然后再转换为CDerived*。   

但是如果我们不能确定它是CBaseY* 还是 CDerived*，这时我们不得不用dynamic_cast<> 或typeid[2]。  

  

注释：  

1. dynamic_cast<>，从另一方面来说，可以防止一个泛型CBaseY* 被转换到CDerived*。  

2. dynamic_cast<>需要类成为多态，即包括“虚”函数，并因此而不能成为void*。  

参考：   

1. [MSDN] C++ Language Reference -- Casting   

2. Nishant Sivakumar, Casting Basics - Use C++ casts in your VC++.NET programs   

3. Juan Soulie, C++ Language Tutorial: Type Casting  

  

  

  

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/zjl_1026_2001/archive/2008/04/03/2246510.aspx