標(biāo)準(zhǔn)C++的類型轉(zhuǎn)換符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_c

ouukuu

C 風(fēng)格（C-style）強制轉(zhuǎn)型如下：
(T) exdivssion // cast exdivssion to be of type T
函數(shù)風(fēng)格（Function-style）強制轉(zhuǎn)型使用這樣的語法：
T(exdivssion) // cast exdivssion to be of type T

這兩種形式之間沒有本質(zhì)上的不同，它純粹就是一個把括號放在哪的問題。我把這兩種形式稱為舊風(fēng)格（old-style）的強制轉(zhuǎn)型。
使用標(biāo)準(zhǔn)C++的類型轉(zhuǎn)換符：static_cast、dynamic_cast、reinterdivt_cast、和const_cast。
3.1 static_cast
用法：static_cast  ( exdivssion )
該運算符把exdivssion轉(zhuǎn)換為type-id類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉(zhuǎn)換的安全性。它主要有如下幾種用法：
①用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和子類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換。
　　進行上行轉(zhuǎn)換（把子類的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類表示）是安全的；
　　進行下行轉(zhuǎn)換（把基類指針或引用轉(zhuǎn)換成子類表示）時，由于沒有動態(tài)類型檢查，所以是不安全的。
②用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，如把int轉(zhuǎn)換成char，把int轉(zhuǎn)換成enum。這種轉(zhuǎn)換的安全性也要開發(fā)人員來保證。
③把空指針轉(zhuǎn)換成目標(biāo)類型的空指針。
④把任何類型的表達式轉(zhuǎn)換成void類型。
注意：static_cast不能轉(zhuǎn)換掉exdivssion的const、volitale、或者__unaligned屬性。
3.2 dynamic_cast
用法：dynamic_cast  ( exdivssion )
該運算符把exdivssion轉(zhuǎn)換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指針、類的引用或者void *；
如果type-id是類指針類型，那么exdivssion也必須是一個指針，如果type-id是一個引用，那么exdivssion也必須是一個引用。
dynamic_cast主要用于類層次間的上行轉(zhuǎn)換和下行轉(zhuǎn)換，還可以用于類之間的交叉轉(zhuǎn)換。
在類層次間進行上行轉(zhuǎn)換時，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；
在進行下行轉(zhuǎn)換時，dynamic_cast具有類型檢查的功能，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(pb);
D *pd2 = dynamic_cast(pb);
}
在上面的代碼段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，并且對這兩個指針執(zhí)行D類型的任何操作都是安全的；
但是，如果pb指向的是一個B類型的對象，那么pd1將是一個指向該對象的指針，對它進行D類型的操作將是不安全的（如訪問m_szName），
而pd2將是一個空指針。
另外要注意：B要有虛函數(shù)，否則會編譯出錯；static_cast則沒有這個限制。
這是由于運行時類型檢查需要運行時類型信息，而這個信息存儲在類的虛函數(shù)表（
關(guān)于虛函數(shù)表的概念，詳細可見）中，只有定義了虛函數(shù)的類才有虛函數(shù)表，
沒有定義虛函數(shù)的類是沒有虛函數(shù)表的。
另外，dynamic_cast還支持交叉轉(zhuǎn)換（cross cast）。如下代碼所示。
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(pb); //compile error
D *pd2 = dynamic_cast(pb); //pd2 is NULL
delete pb;
}
在函數(shù)foo中，使用static_cast進行轉(zhuǎn)換是不被允許的，將在編譯時出錯；而使用 dynamic_cast的轉(zhuǎn)換則是允許的，結(jié)果是空指針。
3.3 reindivter_cast
用法：reindivter_cast (exdivssion)
type-id必須是一個指針、引用、算術(shù)類型、函數(shù)指針或者成員指針。
它可以把一個指針轉(zhuǎn)換成一個整數(shù)，也可以把一個整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個指針（先把一個指針轉(zhuǎn)換成一個整數(shù)，
在把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成原類型的指針，還可以得到原先的指針值）。
該運算符的用法比較多。
3.4 const_cast
用法：const_cast (exdivssion)
該運算符用來修改類型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和exdivssion的類型是一樣的。
常量指針被轉(zhuǎn)化成非常量指針，并且仍然指向原來的對象；
常量引用被轉(zhuǎn)換成非常量引用，并且仍然指向原來的對象；常量對象被轉(zhuǎn)換成非常量對象。
Voiatile和const類試。舉如下一例：
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
}
上面的代碼編譯時會報錯，因為b1是一個常量對象，不能對它進行改變；
使用const_cast把它轉(zhuǎn)換成一個常量對象，就可以對它的數(shù)據(jù)成員任意改變。注意：b1和b2是兩個不同的對象。

== ===========================================
== 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可用于繼承體系中的向下轉(zhuǎn)型，即將基類指針轉(zhuǎn)換為派生類指針，比static_cast更嚴(yán)格更安全。dynamic_cast在執(zhí)行效率上比static_cast要差一些，但static_cast在更寬上范圍內(nèi)可以完成映射，這種不加限制的映射伴隨著不安全性。static_cast覆蓋的變換類型除類層次的靜態(tài)導(dǎo)航以外，還包括無映射變換、窄化變換(這種變換會導(dǎo)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. reinterdivt_cast
== ================================================
reinterdivt_cast是為了映射到一個完全不同類型的意思，這個關(guān)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為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 reinterdivt_cast 操作符修改了操作數(shù)類型。它們不是互逆的； static_cast 在編譯時使用類型信息執(zhí)行轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換執(zhí)行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操作數(shù)相對是安全的。另一方面；reinterdivt_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(zhuǎn)換， 例子如下：
int n=9; double d=static_cast (n);
上面的例子中, 我們將一個變量從 int 轉(zhuǎn)換到 double。 這些類型的二進制表達式是不同的。 要將整數(shù) 9 轉(zhuǎn)換到 雙精度整數(shù) 9，static_cast 需要正確地為雙精度整數(shù) d 補足比特位。其結(jié)果為 9.0。而reinterdivt_cast 的行為卻不同:
int n=9;
double d=reinterdivt_cast (n);
這次, 結(jié)果有所不同. 在進行計算以后, d 包含無用值. 這是因為 reinterdivt_cast 僅僅是復(fù)制 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析.
因此, 你需要謹(jǐn)慎使用 reinterdivt_cast.

標(biāo)準(zhǔn)c++中主要有四種強制轉(zhuǎn)換類型運算符：   

  
const_cast，reinterpret_cast，static_cast，dynamic_cast等等。   
  
  
  
  
1）static_cast(a)   
  
將地址a轉(zhuǎn)換成類型T，T和a必須是指針、引用、算術(shù)類型或枚舉類型。   
  
表達式static_cast(a), a的值轉(zhuǎn)換為模板中指定的類型T。在運行時轉(zhuǎn)換過程中，不進行類型檢查來確保轉(zhuǎn)換的安全性。   
  
  
  
  
例子：   
  
  
  
  
class B { ... };   
  
class D : public B { ... };   
  
void f(B* pb, D* pd)   
  
{   
  
   D* pd2 = static_cast(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針   
  
  
  
  
   B* pb2 = static_cast(pd);        // 安全的   
  
   ...   
  
}   
  
  
  
  
  
  
  
class B { ... };   
  
class D : public B { ... };   
  
void f(B* pb, D* pd)   
  
{   
  
   D* pd2 = static_cast(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針   
  
  
  
  
   B* pb2 = static_cast(pd);        // 安全的   
  
   ...   
  
}   
  
  
  
  
  
  
  
class B { ... };   
  
class D : public B { ... };   
  
void f(B* pb, D* pd)   
  
{   
  
   D* pd2 = static_cast(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針   
  
  
  
  
   B* pb2 = static_cast(pd);        // 安全的   
  
   ...   
  
}   
  
  
  
  
2）dynamic_cast(a)   
  
完成類層次結(jié)構(gòu)中的提升。T必須是一個指針、引用或無類型的指針。a必須是決定一個指針或引用的表達式。   
  
表達式dynamic_cast(a) 將a值轉(zhuǎn)換為類型為T的對象指針。如果類型T不是a的某個基類型，該操作將返回一個空指針。   
  
  
  
  
例子：   
  
class A { ... };   
  
class B { ... };   
  
void f()   
  
{   
  
  A* pa = new A;   
  
  B* pb = new B;   
  
  void* pv = dynamic_cast(pa);   
  
  // pv 現(xiàn)在指向了一個類型為A的對象   
  
  ...   
  
  pv = dynamic_cast(pb);   
  
  // pv 現(xiàn)在指向了一個類型為B的對象   
  
}   
  
  
  
  
3）const_cast(a)   
  
去掉類型中的常量，除了const或不穩(wěn)定的變址數(shù)，T和a必須是相同的類型。   
  
表達式const_cast(a)被用于從一個類中去除以下這些屬性：const, volatile, 和 __unaligned。   
  
  
  
  
例子：   
  
  
  
  
  
  
  
class A { ... };   
  
void f()   
  
{   
  
const A *pa = new A;//const對象   
  
A *pb;//非const對象   
  
  
  
  
//pb = pa; // 這里將出錯，不能將const對象指針賦值給非const對象   
  
pb = const_cast(pa); // 現(xiàn)在OK了   
  
...   
  
}   
  
  
  
  
  
  
  
class A { ... };   
  
void f()   
  
{   
  
const A *pa = new A;//const對象   
  
A *pb;//非const對象   
  
  
  
  
//pb = pa; // 這里將出錯，不能將const對象指針賦值給非const對象   
  
pb = const_cast(pa); // 現(xiàn)在OK了   
  
...   
  
}   
  
  
  
  
  
  
  
class A { ... };   
  
void f()   
  
{   
  
const A *pa = new A;//const對象   
  
A *pb;//非const對象   
  
  
  
  
//pb = pa; // 這里將出錯，不能將const對象指針賦值給非const對象   
  
pb = const_cast(pa); // 現(xiàn)在OK了   
  
...   
  
}   
  
  
  
  
4）reinterpret_cast(a)   
  
任何指針都可以轉(zhuǎn)換成其它類型的指針，T必須是一個指針、引用、算術(shù)類型、指向函數(shù)的指針或指向一個類成員的指針。   
  
表達式reinterpret_cast(a)能夠用于諸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等類似這樣的轉(zhuǎn)換，因此可能是不安全的。   
  
  
  
  
例子：   
  
class A { ... };   
  
class B { ... };   
  
void f()   
  
{   
  
  A* pa = new A;   
  
  void* pv = reinterpret_cast(pa);   
  
  // pv 現(xiàn)在指向了一個類型為B的對象，這可能是不安全的   
  
  ...   
  
}   

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