一、c強制轉換與c++強制轉換
c語言強制類型轉換主要用於基礎的數據類型間的轉換,語法爲:
(type-id)expression//轉換格式1
type-id(expression)//轉換格式2
c++除了能使用c語言的強制類型轉換外,還新增了四種強制類型轉換:static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast,主要運用於繼承關係類間的強制轉化,語法爲:
static_cast<new_type> (expression)
dynamic_cast<new_type> (expression)
const_cast<new_type> (expression)
reinterpret_cast<new_type> (expression)
備註:new_type爲目標數據類型,expression爲原始數據類型變量或者表達式。
《Effective C++》中將c語言強制類型轉換稱爲舊式轉型,c++強制類型轉換稱爲新式轉型。
二、static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast
1:const_cast
const_cast用於修改類型的const或volatile屬性。 該運算符用來修改類型的const(唯一有此能力的C++-style轉型操作符)或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外, new_type和expression的類型是一樣的。
const int g = 20;
int *h = const_cast<int*>(&g); //去掉const常量const屬性
const int g = 20;
int &h = const_cast<int &>(g); //去掉const引用const屬性
const char *g = "hello";
char *h = const_cast<char *>(g); //去掉const指針const屬性
2:dynamic_cast
dynamic_cast<type*>(e)
dynamic_cast<type&>(e)
dynamic_cast<type&&>(e)
type必須是一個類類型,在第一種形式中,type必須是一個有效的指針,在第二種形式中,type必須是一個左值,在第三種形式中,type必須是一個右值。在上面所有形式中,e的類型必須符合以下三個條件中的任何一個:e的類型是是目標類型type的公有派生類、e的類型是目標type的共有基類或者e的類型就是目標type的的類型。如果一條dynamic_cast語句的轉換目標是指針類型並且失敗了,則結果爲0。如果轉換目標是引用類型並且失敗了,則dynamic_cast運算符將拋出一個std::bad_cast異常(該異常定義在typeinfo標準庫頭文件中)。e也可以是一個空指針,結果是所需類型的空指針。
if(Derived *dp = dynamic_cast<Derived *>(bp)){
//使用dp指向的Derived對象
}
else{
//使用bp指向的Base對象
}
值得注意的是,在上述代碼中,if語句中定義了dp,這樣做的好處是可以在一個操作中同時完成類型轉換和條件檢查兩項任務。
(2)引用類型
因爲不存在所謂空引用,所以引用類型的dynamic_cast轉換與指針類型不同,在引用轉換失敗時,會拋出std::bad_cast異常,該異常定義在頭文件typeinfo中。
void f(const Base &b){
try{
const Derived &d = dynamic_cast<const Base &>(b);
//使用b引用的Derived對象
}
catch(std::bad_cast){
//處理類型轉換失敗的情況
}
}
3:static_cast
char a = 'a';
int b = static_cast<char>(a);//正確,將char型數據轉換成int型數據
double *c = new double;
void *d = static_cast<void*>(c);//正確,將double指針轉換成void指針
int e = 10;
const int f = static_cast<const int>(e);//正確,將int型數據轉換成const int型數據
const int g = 20;
int *h = static_cast<int*>(&g);//編譯錯誤,static_cast不能轉換掉g的const屬性
類上行、下行的轉換:
if(Derived *dp = static_cast<Derived *>(bp)){//下行轉換是不安全的
//使用dp指向的Derived對象
}
else{
//使用bp指向的Base對象
}
if(Base*bp = static_cast<Derived *>(dp)){//上行轉換是安全的
//使用bp指向的Derived對象
}
else{
//使用dp指向的Base對象
}
reinterpret_cast意圖執行低級轉型,實際動作(及結果)可能取決於編輯器,這也就表示它不可移植。
舉一個錯誤使用reintepret_cast例子,將整數類型轉換成函數指針後,vc++在執行過程中會報"...中的 0xxxxxxxxx 處有未經處理的異常: 0xC0000005: Access violation"錯誤:
#include <iostream>
using namespace std;
int output(int p){
cout << p <<endl; return 0;
}
typedef int (*test_func)(int );//定義函數指針test_func
int main(){
int p = 10;
test_func fun1 = output;
fun1(p);//正確
test_func fun2 = reinterpret_cast<test_func>(&p);
fun2(p);//...處有未經處理的異常: 0xC0000005: Access violation
return 0;
}
IBM的C++指南、C++之父Bjarne Stroustrup的FAQ網頁和MSDN的Visual C++也都指出:錯誤的使用reinterpret_cast很容易導致程序的不安全,只有將轉換後的類型值轉換回到其原始類型,這樣纔是正確使用reinterpret_cast方式。
// expre_reinterpret_cast_Operator.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
// Returns a hash code based on an address
unsigned short Hash( void *p ) {
unsigned int val = reinterpret_cast<unsigned int>( p );
return ( unsigned short )( val ^ (val >> 16));
}
using namespace std;
int main() {
int a[20];
for ( int i = 0; i < 20; i++ )
cout << Hash( a + i ) << endl;
}
另外,static_cast和reinterpret_cast的區別主要在於多重繼承,比如
class A {
public:
int m_a;
};
class B {
public:
int m_b;
};
class C : public A, public B {};
例子:
C c;
printf("%p, %p, %p", &c, reinterpret_cast<B*>(&c), static_cast <B*>(&c));
- 新式轉換較舊式轉換更受歡迎。原因有二,一是新式轉型較易辨別,能簡化“找出類型系統在哪個地方被破壞”的過程;二是各轉型動作的目標愈窄化,編譯器愈能診斷出錯誤的運用。
- 儘量少使用轉型操作,尤其是dynamic_cast,耗時較高,會導致性能的下降,儘量使用其他方法替代。