c++ 的类型转换

http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/


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。


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。
指针类型时，如果不能装换返回空指针；引用类型时，如果不能转换将会抛出bad_cast异常。
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 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。


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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== dynamic_cast .vs. static_cast 
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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... 




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== static_cast .vs. reinterpret_cast 
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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.


5 typeid
用法：typeid (expression)
typeid操作符的返回结果是名为type_info的标准库类型的对象的引用。
如果表达式的类型是类类型且至少包含有一个虚函数，则typeid操作符返回表达式的动态类型，需要在运行时计算；否则，typeid操作符返回表达式的静态类型，在编译时就可以计算。
当typeid操作符的操作数是不带有虚函数的类类型时，typeid操作符会指出操作数的类型，而不是底层对象的类型。
如果typeid操作符的操作数是至少包含一个虚拟函数的类类型时，并且该表达式是一个基类的引用，则typeid操作符指出底层对象的派生类类型。
详情：http://www.cppblog.com/smagle/archive/2010/05/14/115286.aspx