强制转换函数(const_cast,reinterpret_cast,static_cast,dynamic_cast)

2024-02-15 00:58

本文主要是介绍强制转换函数(const_cast,reinterpret_cast,static_cast,dynamic_cast),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

C 风格(C-style)强制转型如下: 

(T) expression // cast expression to be of type T 

函数风格(Function-style)强制转型使用这样的语法: 

T(expression) // cast expression 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、reinterpret_cast、和const_cast。 

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);    //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。 


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。 

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。 

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

== dynamic_cast .vs. static_cast 
== =========================================== 

class B { ... }; 
class D : public B { ... }; 

void f(B* pb) 


D* pd1 = dynamic_cast <D*> (pb); 

D* pd2 = static_cast <D*> (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.

即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static_cast更严格更安全。dynamic_cast在执行效率上比static_cast要差一些,但static_cast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。static_cast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... 


== =========================================== 
== static_cast .vs. reinterpret_cast 
== ================================================ 

reinterpret_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) 

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作数类型。它们不是互逆的; static_cast 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;reinterpret_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=static_cast  < 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,static_cast 需要正确地为双精度整数 d 补足比特位。其结果为 9.0。而reinterpret_cast 的行为却不同: 

int n=9; 

double d=reinterpret_cast <double & >  (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 reinterpret_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 reinterpret_cast. 

# 标准c++中主要有四种强制转换类型运算符:   
#    
# const_cast,reinterpret_cast,static_cast,dynamic_cast等等。   
#    
#    
#    
#    
# 1)static_cast <T*> (a)   
#    
# 将地址a转换成类型T,T和a必须是指针、引用、算术类型或枚举类型。   
#    
# 表达式static_cast <T*> (a), a的值转换为模板中指定的类型T。在运行时转换过程中,不进行类型检查来确保转换的安全性。   
#    
#    
#    
#    
# 例子:   
#    
#    
#    
#    
# class B { ... };   
#    
# class D : public B { ... };   
#    
# void f(B* pb, D* pd)   
#    
# {   
#    
#     D* pd2 = static_cast <D*> (pb);        // 不安全, pb可能只是B的指针   
#    
#    
#    
#    
#     B* pb2 = static_cast <B*> (pd);        // 安全的   
#    
#     ...   
#    
# }   
#    


# 2)dynamic_cast <T*> (a)   
#    
# 完成类层次结构中的提升。T必须是一个指针、引用或无类型的指针。a必须是决定一个指针或引用的表达式。   
#    
# 表达式dynamic_cast <T*> (a) 将a值转换为类型为T的对象指针。如果类型T不是a的某个基类型,该操作将返回一个空指针。   
#    
#    
#    
#    
# 例子:   
#    
# class A { ... };   
#    
# class B { ... };   
#    
# void f()   
#    
# {   
#    
#    A* pa = new A;   
#    
#    B* pb = new B;   
#    
#   void* pv = dynamic_cast <A*> (pa);   
#    
#   // pv 现在指向了一个类型为A的对象   
#    
#    ...   
#    
#    pv = dynamic_cast <B*> (pb);   
#    
#   // pv 现在指向了一个类型为B的对象   
#    
# }   
#    
#    
#    
#    
# 3)const_cast <T*> (a)   
#    
# 去掉类型中的常量,除了const或不稳定的变址数,T和a必须是相同的类型。   
#    
# 表达式const_cast <T*> (a)被用于从一个类中去除以下这些属性:const, volatile, 和 __unaligned。   
#    
#    
#    
#    
# 例子:   
#    
#    
#    
#    
#    
#    
#    
# class A { ... };   
#    
# void f()   
#    
# {   
#    
# const A *pa = new A;//const对象   
#    
# A *pb;//非const对象   
#    
#    
#    
#    
# //pb = pa; // 这里将出错,不能将const对象指针赋值给非const对象   
#    
# pb = const_cast <A*> (pa); // 现在OK了   
#    
# ...   
#    
# }   


# 4)reinterpret_cast <T*> (a)   
#    
# 任何指针都可以转换成其它类型的指针,T必须是一个指针、引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。   
#    
# 表达式reinterpret_cast <T*> (a)能够用于诸如char* 到 int*,或者One_class* 到 Unrelated_class*等类似这样的转换,因此可能是不安全的。   
#    
#    
#    
#    
# 例子:   
#    
# class A { ... };   
#    
# class B { ... };   
#    
# void f()   
#    
# {   
#    
#    A* pa = new A;   
#    
#   void* pv = reinterpret_cast <A*> (pa);   
#    
#   // pv 现在指向了一个类型为B的对象,这可能是不安全的   
#    
#    ...   
#    
# } 

这篇关于强制转换函数(const_cast,reinterpret_cast,static_cast,dynamic_cast)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/710042

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