C++标准类型转换

来源：互联网发布：西岐网络编辑：程序博客网时间：2024/05/20 17:07

class Base_1
{
public:
 void function1()
 {
 cout<<" function1 of Base_1"<<endl;
 }
 virtual void func()
 {

 }
};

class Base_2
{
public:

 void function2()
 {
 cout<<" function2 of Base_2"<<endl;
 }
};

class Base_3:public Base_1, public Base_2
{
public:

 void function1()
 {
 cout<<" function1 of Base_3"<<endl;
 }

};

int main()
{
 Base_3 dst;

 Base_1 src;



 一、static_cast 用法：static_cast < type-id > ( expression ) :将expression转换为type-id，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性
 四种转换类型中唯一一个可以用于非指针、非引用类型的转换。

 //用法：1.用于类层次结构中基类（父类）和派生类（子类）之间指针或引用的转换

 //上行转换（把派生类的指针或引用转换成基类表示是安全的：

 Base_1 src1 = static_cast<Base_1>(dst);


 //下行转换（把基类指针或引用转换成派生类表示时，由于没动态类型检查，所以是不安全的
 // Base_3 dst1=static_cast<Base_3>(src);//报错：不存在用户定义的从 "Base_1" 到 "Base_3" 的适当转换

 Base_3 *dst1=static_cast<Base_3*>(&src);//改成指针就可以。那么问题来了在上行转化的时候不是指针可以，下行转换就不行呢？
 //解释：



 //2..普通类型转换
 int i=100;
 void *p =(void *)i;

 // int j=static_cast<int>(p)//报错：转换类型无效,意图将 void* 转换为 int
 int *j=static_cast<int*>(p);

 //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。

 //二、dynamic_cast 用法：dynamic_cast < type-id > ( expression ) :将expression转换为type-id,Type-id必须是类的指针、类的引用或者void*。
 //支持子类指针到父类指针的转换，并根据实际情况调整指针的值，和 static_cast不同，反过来就不支持，会导致编译错误
 //要求：第一、必须用于类与子类之间的转换；

 //第二、必须用于指针或引用类型的转换；（）


 //第三、下行转换时要求基类必须有虚函数（基类中包含至少一个虚函数）。

 Base_1 src_1;
 Base_3 *dst2 = dynamic_cast<Base_3*>(&src_1);//如果Base_1中没有虚函数则报错：运行时 dynamic_cast 的操作数必须包含多态类类型

 dst2->function2();
 //将父类经过dynamic_cast转成子类的指针竟然是空指针！这正是dynamic_cast提升安全性的功能，dynamic_cast可以识别出不安全的下行转换，但并不抛出异常，而是将转换的结果设置成null（空指针）。



 getchar();

return 0;

}

//以下为转载

3. const_cast<type-id>(expression)

编译器在编译期处理
去掉类型中的常量，除了const 或不稳定的变址数，type-id和expression必须是相同的类型。
表达式const_cast<type-id>(expression)被用于从一个类中去除以下这些属性：const, volatile, 和 __unaligned。

[cpp] view plaincopy

class A { ... };
void f()
{
const A *pa = new A; // const对象
A *pb; // 非const对象
pb = pa; // 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
...
}

对于本身定义时为const的类型，即使你去掉const性，在你操作这片内容时候也要小心，只能r不能w操作，否则还是会出错：

[cpp] view plaincopy

const char* p = "123";
char* c = const_cast<char*>(p);
c[0] = 1; //表面上通过编译去掉了const性，但是操作其地址时系统依然不允许这么做。

const_cast操作不能在不同的种类间转换。相反，它仅仅把一个它作用的表达式转换成常量。它可以使一个本来不是const类型的数据转换成const类型的，或者把const属性去掉。尽量不要使用const_cast,如果发现调用自己的函数，竟然使用了const_cast，那就赶紧打住，重新考虑一下设计吧。

去除“指针”或“引用”的const、volatile、_unaligned性。很多人都认为用这个运算符就可以让const这么“固若金汤”的东西“形同虚设”，实则不然。本质上它能做到也就是仅仅为你剥去一层虚假的外壳。如果“被指向”或“被引用”的东西本身就是const的，那么任凭你费多大力气都是徒劳的。一般它都是在这样的一套逻辑中：

[cpp] view plaincopy

int a=34;
const int * pcint=&a;
int *pint=const_cast<int*>(pcint);
*pint=0;

这样就修改了本来是const的指针(该指针要求不能修改它指向的东东），这里如果改为const int a=34；那么虽然编译依然能通过，运行依然OK，但是实际上当你用*pint来修改时，你会得到修改后的值为：a依然为34；而*pint确实为0了，但有趣的是此时pint=&a依然成立，虽然pint指向a，但是取出它的值却不等于a了。至此，希望大家今后不要再误用const_cast了。

4. reinterpret_cast<type-id>(expression)--重解释转换

编译器在编译期处理
任何指针都可以转换成其它类型的指针，type-id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<type-id>(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。用于对指针的重新包装，也就是指针类别之间的转化。除此之外还可以用于指针类型与unsigned int类型之间的转化。

[cpp] view plaincopy

class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
A* pa = new A;
void* pv = reinterpret_cast<B*>(pa);
// pv 现在指向了一个类型为B的对象，这可能是不安全的
...
}

使用reinterpret_cast 的场合不多，仅在非常必要的情形下，其他类型的强制转换不能满足要求时才使用。

这个转换是最“不安全”的，两个没有任何关系的类指针之间转换都可以用这个转换实现，举个例子：

class A {};

class B {};

A * a = new A;

B * b = reinterpret_cast<B*>(a);// 正确

更厉害的是，reinterpret_cast可以把整型数转换成地址（指针），这种转换在系统底层的操作，有极强的平台依赖性，移植性差。它同样要求new_type是指针或引用，下面的例子是通不过编译的。

double a = 2000.3;

short b;

b = reinterpret_cast<short> (a); // 编译错误

类型转换符相互比较

1. 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是C++里的强制类型转换符,操作符修改了操作数类型,但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：

[cpp] view plaincopy

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：

[cpp] view plaincopy

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reinterpret_cast。
reinterpret_casts的最普通的用途就是在函数指针类型之间进行转换。
例如，假设你有一个函数指针数组：

[cpp] view plaincopy

typedefvoid(*FuncPtr)();// FuncPtr is一个指向函数的指针，该函数没有参数,返回值类型为void
FuncPtrfuncPtrArray[10];// funcPtrArray是一个能容纳10个FuncPtrs指针的数组

你不能不经过类型转换而直接去做，因为doSomething函数对于funcPtrArray数组来说有一个错误的类型。在FuncPtrArray数组里的函数返回值是void类型，而doSomething函数返回值是int类型。

funcPtrArray[0] = &doSomething;// 错误！类型不匹配

reinterpret_cast可以让你迫使编译器以你的方法去看待它们：

funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);

转换函数指针的代码是不可移植的（C++不保证所有的函数指针都被用一样的方法表示），在一些情况下这样的转换会产生不正确的结果。

2. 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);
}
如果pb确实是指向D类型对象，则pd1和pd2将拥有同样的值。即使pd为0，它们的值也相同。如果pb执行B类型对象而不是D类型，则dynamic_cast返回0.可是static_cast依赖编程者安全断言--pb指向D类型对象并简单地返回给定的D对象指针。

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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