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C++中的四種強制型別轉換的區別

使用標準C++的型別轉換符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。

1 static_cast

用法:static_cast < type-id > ( expression )

該運算子把expression轉換為type-id型別,但沒有執行時型別檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法:

①用於類層次結構中基類和子類之間指標或引用的轉換。

進行上行轉換(把子類的指標或引用轉換成基類表示)是安全的;

進行下行轉換(把基類指標或引用轉換成子類表示)時,由於沒有動態型別檢查,所以是不安全的。

②用於基本資料型別之間的轉換,如把int轉換成char,把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。

③把空指標轉換成目標型別的空指標。

④把任何型別的表示式轉換成void型別。

注意:static_cast不能轉換掉expression的const、volitale、或者__unaligned屬性。

2 dynamic_cast

用法:dynamic_cast < type-id > ( expression )

該運算子把expression轉換成type-id型別的物件。Type-id必須是類的指標、類的引用或者void *;

如果type-id是類指標型別,那麼expression也必須是一個指標,如果type-id是一個引用,那麼expression也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用於類層次間的上行轉換和下行轉換,還可以用於類之間的交叉轉換。

在類層次間進行上行轉換時,dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的;

在進行下行轉換時,dynamic_cast具有型別檢查的功能,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
<D *>(pb); D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); }

在上面的程式碼段中,如果pb指向一個D型別的物件,pd1和pd2是一樣的,並且對這兩個指標執行D型別的任何操作都是安全的;

但是,如果pb指向的是一個B型別的物件,那麼pd1將是一個指向該物件的指標,對它進行D型別的操作將是不安全的(如訪問m_szName),

而pd2將是一個空指標。

另外要注意:B要有虛擬函式,否則會編譯出錯;static_cast則沒有這個限制。

這是由於執行時型別檢查需要執行時型別資訊,而這個資訊儲存在類的虛擬函式表(

關於虛擬函式表的概念,詳細可見

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;
}

在函式foo中,使用static_cast進行轉換是不被允許的,將在編譯時出錯;而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的,結果是空指標。

3 reinterpret_cast

用法:reinterpret_cast (expression)

type-id必須是一個指標、引用、算術型別、函式指標或者成員指標。

它可以把一個指標轉換成一個整數,也可以把一個整數轉換成一個指標(先把一個指標轉換成一個整數,

在把該整數轉換成原型別的指標,還可以得到原先的指標值)。

該運算子的用法比較多。

(static_cast .與. reinterpret_cast比較,見下面 )

4 const_cast

用法:const_cast (expression)

該運算子用來修改型別的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外, type_id和expression的型別是一樣的。

常量指標被轉化成非常量指標,並且仍然指向原來的物件;

常量引用被轉換成非常量引用,並且仍然指向原來的物件;常量物件被轉換成非常量物件。

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<B>(b1);
b2. m_iNum = 200;           //fine
}

上面的程式碼編譯時會報錯,因為b1是一個常量物件,不能對它進行改變;

使用const_cast把它轉換成一個常量物件,就可以對它的資料成員任意改變。注意:b1和b2是兩個不同的物件。

*== ===========================================
== 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,即將基類指標轉換為派生類指標,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對映,這種不加限制的對映伴隨著不安全性。static_cast覆蓋的變換型別除類層次的靜態導航以外,還包括無對映變換、窄化變換(這種變換會導致物件切片,丟失資訊)、用VOID*的強制變換、隱式型別變換等…

*== ===========================================
== static_cast .vs. reinterpret_cast
== ================================================*

reinterpret_cast是為了對映到一個完全不同型別的意思,這個關鍵詞在我們需要把型別映射回原有型別時用到它。我們對映到的型別僅僅是為了故弄玄虛和其他目的,這是所有對映中最危險的。(這句話是C++程式設計思想中的原話)

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了運算元型別。它們不是互逆的; static_cast 在編譯時使用型別資訊執行轉換,在轉換執行必要的檢測(諸如指標越界計算, 型別檢查). 其運算元相對是安全的。另一方面;reinterpret_cast 僅僅是重新解釋了給出的物件的位元模型而沒有進行二進位制轉換, 例子如下:

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

上面的例子中, 我們將一個變數從 int 轉換到 double。 這些型別的二進位制表示式是不同的。 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9,static_cast 需要正確地為雙精度整數 d 補足位元位。其結果為 9.0。而reinterpret_cast 的行為卻不同:

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. 這是因為 reinterpret_cast 僅僅是複製 n 的位元位到 d, 沒有進行必要的分析.

因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast.

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