C++ cast 总结

来源:互联网 发布:没有学位证的网络教育 编辑:程序博客网 时间:2024/05/07 06:37

const_cast:
It's only used to add or remove qualifiers: const or volatile. Note: static
_cast can add const and can never remove const.

reinterpret_cast:
It never does any check, neither compile time nor runtime. But it requires
the two types have the same storage size in memory.

static_cast VS dynamic_cast:
In the inheritance hierarchy (all public inheritance), upcast will always
work, even without any type of explicit cast. static_cast will work for
downcast too without do any runtime check. Dynamic_cast does runtime check.
And, when using dynamic_cast for downcast, the source type has to be
polymorphic (i.e at least one virtual function has to exist, since it needs
RTTI for checking).

Summary of summary:
static_cast does compile time check only;
dynamic_cast does runtime check only;
reinterpret does not check.

 

dynamic_cast

  • 使用情况:需要使用派生类的特性,但这个特性没有出现在基类
  • 描述:运行时进行类型转换,从基类类型到派生类对象的安全转换,dynamic_cast会检查能否转。
    • 基类指针 -> 派生类指针          转型失败,返回NULL。
    • 基类的左值 -> 派生类的引用      转型失败,跑出std::bad_cast异常。
  • 注意:被转的类型必须又虚函数成员。

       

      C 风格强制转型如下:
      (T) expression //cast expression to be of type T

      函数风格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。

       

      标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。

      • 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。
      • 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)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。

      • reinterpret_cast
        用法:reinterpret_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 (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. static_cast
      == ===========================================

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

      void f(B* pb)
      {

      D* pd1 = dynamic_cast(pb);

      D* pd2 = static_cast(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 (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 .

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