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分类: C/C++

2010-07-29 11:10:23

 (static_cast<> 和c语言中的强制类型转换一样)

泛型(Generic Types)

float f = 12.3;

float* pf = &f;

// static cast<>
// 成功编译, n = 12
int n = static_cast(f);

// 错误,指向的类型是无关的(译注:即指针变量pf是float类型,现在要被转换为int类型)
//int* pn = static_cast(pf);

//成功编译 void* pv = static_cast(pf);
//成功编译, 但是 *pn2是无意义的内存(rubbish) int* pn2 = static_cast(pv);// reinterpret_cast<>
//错误,编译器知道你应该调用static_cast<> //int i = reinterpret_cast(f);
//成功编译, 但是 *pn 实际上是无意义的内存,和 *pn2一样 int* pi = reinterpret_cast(pf);

简而言之,static_cast<> 将尝试转换,举例来说,如从float到integer,而reinterpret_cast<>简单改变编译器的意图重新考虑那个对象作为另一类型。

指针类型(Pointer Types)

指针转换有点复杂,我们将在本文的剩余部分使用下面的类:

class CBaseX
      {
      public:
      int x;
      CBaseX() { x = 10; }
      void foo() { printf("CBaseX::foo() x=%d\n", x); }
      };

class CBaseY { public: int y; int* py; CBaseY() { y = 20; py = &y; } void bar() { printf("CBaseY::bar() y=%d, *py=%d\n", y, *py); } };

class CDerived : public CBaseX, public CBaseY { public: int z; };

情况1:两个无关的类之间的转换

// CBaseX* 和 CBaseY*之间的转换
   CBaseX* pX = new CBaseX();

// 错误, 类型指向是无关的 // CBaseY* pY1 = static_cast(pX);
// 成功编译, 但是 pY2 不是CBaseX CBaseY* pY2 = reinterpret_cast(pX);
// 系统崩溃!! pY2->bar();

正如我们在泛型例子中所认识到的,如果你尝试转换一个对象到另一个无关的类static_cast<>将失败,而reinterpret_cast<>就总是成功“欺骗”编译器:那个对象就是那个无关类。

情况2:转换到相关的类

1. CDerived* pD = new CDerived();

2. printf("CDerived* pD = %x\n", (int)pD);
// static_cast<> CDerived* -> CBaseY* -> CDerived*
//成功编译,隐式static_cast<>转换 3. CBaseY* pY1 = pD; 4. printf("CBaseY* pY1 = %x\n", (int)pY1);
// 成功编译, 现在 pD1 = pD
5. CDerived* pD1 = static_cast(pY1); 6. printf("CDerived* pD1 = %x\n", (int)pD1);
// reinterpret_cast // 成功编译, 但是 pY2 不是 CBaseY* 7. CBaseY* pY2 = reinterpret_cast(pD); 8. printf("CBaseY* pY2 = %x\n", (int)pY2);
// 无关的 static_cast<> 9. CBaseY* pY3 = new CBaseY(); 10. printf("CBaseY* pY3 = %x\n", (int)pY3);
// 成功编译,尽管 pY3 只是一个 "新 CBaseY()" 11. CDerived* pD3 = static_cast(pY3); 12. printf("CDerived* pD3 = %x\n", (int)pD3);

---------------------- 输出 ---------------------------

CDerived* pD = 392fb8

CBaseY* pY1 = 392fbc

CDerived* pD1 = 392fb8

CBaseY* pY2 = 392fb8

CBaseY* pY3 = 390ff0

CDerived* pD3 = 390fec

注意:在将CDerived*用隐式 static_cast<>转换到CBaseY*(第5行)时,结果是(指向)CDerived*(的指针向后) 偏移了4(个字节)(译注:4为int类型在内存中所占字节数)。为了知道static_cast<> 实际如何,我们不得不要来看一下CDerived的内存布局。

CDerived的内存布局(Memory Layout)

如图所示,CDerived的内存布局包括两个对象,CBaseX 和 CBaseY,编译器也知道这一点。因此,当你将CDerived* 转换到 CBaseY*时,它给指针添加4个字节,同时当你将CBaseY*转换到CDerived*时,它给指针减去4。然而,甚至它即便不是一个 CDerived你也可以这样做。

当然,这个问题只在如果你做了多继承时发生。在你将CDerived转换 到 CBaseX时static_cast<> 和 reinterpret_cast<>是没有区别的。

情况3:void*之间的向前和向后转换

因为任何指针可以被转换到void*,而void*可以被向后转换到任何指针(对于static_cast<> 和 reinterpret_cast<>转换都可以这样做),如果没有小心处理的话错误可能发生。

CDerived* pD = new CDerived();
        printf("CDerived* pD = %x\n", (int)pD);
        CBaseY* pY = pD; // 成功编译, pY = pD + 4
        printf("CBaseY* pY = %x\n", (int)pY);
        void* pV1 = pY; //成功编译, pV1 = pY
        printf("void* pV1 = %x\n", (int)pV1);
        // pD2 = pY, 但是我们预期 pD2 = pY - 4
        CDerived* pD2 = static_cast(pV1);
        printf("CDerived* pD2 = %x\n", (int)pD2);
        // 系统崩溃
        // pD2->bar();

---------------------- 输出 ---------------------------

CDerived* pD = 392fb8

CBaseY* pY = 392fbc

void* pV1 = 392fbc

CDerived* pD2 = 392fbc

一旦我们已经转换指针为void*,我们就不能轻易将其转换回原类。在上面的例子中,从一个void* 返回CDerived*的唯一方法是将其转换为CBaseY*然后再转换为CDerived*。

但是如果我们不能确定它是CBaseY* 还是 CDerived*,这时我们不得不用dynamic_cast<> 或typeid[2]。

注释:

1. dynamic_cast<>,从另一方面来说,可以防止一个泛型CBaseY* 被转换到CDerived*。

2. dynamic_cast<>需要类成为多态,即包括“虚”函数,并因此而不能成为void*。

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