C++的四種強制轉型形式

  C++ 同時提供了四種新的強制轉型形式(通常稱爲新風格的或 C++ 風格的強制轉型):
  const_cast(expression)
  dynamic_cast(expression)
  reinterpret_cast(expression)
  static_cast(expression)

  每一種適用於特定的目的:

  ·dynamic_cast 主要用於執行“安全的向下轉型(safe downcasting)”,也就是說,要確定一個對象是否是一個繼承體系中的一個特定類型。它是唯一不能用舊風格語法執行的強制轉型,也是唯一可能有重大運行時代價的強制轉型。
   
    ·static_cast 可以被用於強制隱型轉換(例如,non-const 對象轉型爲 const 對象,int 轉型爲 double,等等),它還可以用於很多這樣的轉換的反向轉換(例如,void* 指針轉型爲有類型指針,基類指針轉型爲派生類指針),但是它不能將一個 const 對象轉型爲 non-const 對象(只有 const_cast 能做到),它最接近於C-style的轉換。
   
  ·const_cast 一般用於強制消除對象的常量性。它是唯一能做到這一點的 C++ 風格的強制轉型。

  ·reinterpret_cast 是特意用於底層的強制轉型,導致實現依賴(implementation-dependent)(就是說,不可移植)的結果,例如,將一個指針轉型爲一個整數。這樣的強制轉型在底層代碼以外應該極爲罕見。
  
  舊風格的強制轉型依然合法,但是新的形式更可取。首先,在代碼中它們更容易識別(無論是人還是像 grep 這樣的工具都是如此),這樣就簡化了在代碼中尋找類型系統被破壞的地方的過程。第二,更精確地指定每一個強制轉型的目的,使得編譯器診斷使用錯誤成爲可能。例如,如果你試圖使用一個 const_cast 以外的新風格強制轉型來消除常量性,你的代碼將無法編譯。

== 
==  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可用於繼承體系中的向下轉型,即將基類指針轉換爲派生類指針,比static_cast更嚴格更安全。dynamic_cast在執行效率上比static_cast要差一些,但static_cast在更寬上範圍內可以完成映射,這種不加限制的映射伴隨着不安全性.static_cast覆蓋的變換類型除類層次的靜態導航以外,還包括無映射變換,窄化變換(這種變換會導致對象切片,丟失信息),用VOID*的強制變換,隱式類型變換等...


==
==  static_cast .vs. reinterpret_cast
==

    reinterpret_cast是爲了映射到一個完全不同類型的意思,這個關鍵詞在我們需要把類型映射回原有類型時用到它.我們映射到的類型僅僅是爲了故弄玄虛和其他目的,這是所有映射中最危險的.(這句話是C++編程思想中的原話)

    static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作數類型. 它們不是互逆的; static_cast 在編譯時使用類型信息執行轉換, 在轉換執行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操作數相對是安全的. 另一方面, reinterpret_cast 僅僅是重新解釋了給出的對象的比特模型而沒有進行二進制轉換, 例子如下:

    int n=9; double d=static_cast < double > (n);

    上面的例子中, 我們將一個變量從 int 轉換到 double. 這些類型的二進制表達式是不同的. 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9, static_cast 需要正確地爲雙精度整數 d 補足比特位. 其結果爲 9.0. 而reinterpret_cast 的行爲卻不同:

    int n=9;
    double d=reinterpret_cast<double & > (n);

    這次, 結果有所不同. 在進行計算以後, d 包含無用值. 這是因爲 reinterpret_cast 僅僅是複製 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析。


static_cast和reinterpret_cast
 STATIC_CAST VERSUS REINTERPRET_CAST
static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作數類型. 它們不是互逆的; static_cast 在編譯時使用類型信息執行轉換, 在轉換執行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操作數相對是安全的. 另一方面, reinterpret_cast 僅僅是重新解釋了給出的對象的比特模型而沒有進行二進制轉換, 例子如下:

    int n=9; double d=static_cast < double > (n);

上面的例子中, 我們將一個變量從 int 轉換到 double. 這些類型的二進制表達式是不同的. 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9, static_cast 需要正確地爲雙精度整數 d 補足比特位. 其結果爲 9.0. reinterpret_cast 的行爲卻不同:

    int n=9;
    double d=reinterpret_cast<double & > (n);

這次, 結果有所不同. 在進行計算以後, d 包含無用值. 這是因爲 reinterpret_cast 僅僅是複製 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析.

因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast.
 


reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數指針類型之間進行轉換。例如,假設你有一個函數指針數組:
typedef void (*FuncPtr)();      // FuncPtr is 一個指向函數
                                // 的指針,該函數沒有參數
    // 返回值類型爲void
FuncPtr funcPtrArray[10];       // funcPtrArray 是一個能容納
                                // 10個FuncPtrs指針的數組
讓我們假設你希望(因爲某些莫名其妙的原因)把一個指向下面函數的指針存入funcPtrArray數組:
int doSomething();
你不能不經過類型轉換而直接去做,因爲doSomething函數對於funcPtrArray數組來說有一個錯誤的類型。在FuncPtrArray數組裏的函數返回值是void類型,而doSomething函數返回值是int類型。
funcPtrArray[0] = &doSomething;     // 錯誤!類型不匹配
reinterpret_cast可以讓你迫使編譯器以你的方法去看待它們:
funcPtrArray[0] =                   // this compiles
  reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);
轉換函數指針的代碼是不可移植的(C++不保證所有的函數指針都被用一樣的方法表示),在一些情況下這樣的轉換會產生不正確的結果(參見條款M31),所以你應該避免轉換函數指針類型,除非你處於着背水一戰和尖刀架喉的危急時刻。 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章