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分类: C/C++

2008-06-10 10:54:24

static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast

关于强制类型转换的问题,很多书都讨论过,写的最详细的是C++ 之父的《C++ 的设计和演化》。最好的解决方法就是不要使用C风格的强制类型转换,而是使用标准C++的类型转换符:static_cast, dynamic_cast。标准C++中有四个类型转换符:static_castdynamic_castreinterpret_cast、和const_cast。下面对它们一一进行介绍。

static_cast

用法:static_cast < type-id > ( expression )

该运算符把expression转换为type-id类型,但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法:
  • 用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。进行上行转换(把子类的指针或引用转换成基类表示)是安全的;进行下行转换(把基类指针或引用转换成子类表示)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。
  • 用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char,把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
  • 把空指针转换成目标类型的空指针。
  • 把任何类型的表达式转换成void类型。
注意:static_cast不能转换掉expression的const、volitale、或者__unaligned属性。

dynamic_cast

用法:dynamic_cast < type-id > ( expression )

该 运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *;如果type-id是类指针类型,那么expression也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression也必须是一个 引用。

dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。

在类层次间进行上行转换时,dynamic_cast和static_cast的效果是一样的;在进行下行转换时,dynamic_cast具有类型检查的功能,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 上面的代码段中,如果pb指向一个D类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的;但是,如果pb指向的是一个 B类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行D类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),而pd2将是一个空指针。另外要注 意:B要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的虚函数表 (关于虚函数表的概念,详细可见)中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。

另外,dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示。
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); //copile error

D *pd2 = dynamic_cast(pb); //pd2 is NULL

delete pb;

}

在函数foo中,使用static_cast进行转换是不被允许的,将在编译时出错;而使用 dynamic_cast的转换则是允许的,结果是空指针。

reinpreter_cast

用法:reinpreter_cast (expression)

type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数,也可以把一个整数转换成一个指针(先把一个指针转换成一个整数,在把该整数转换成原类型的指针,还可以得到原先的指针值)。

该运算符的用法比较多。

const_cast

用法:const_cast (expression)

该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外, type_id和expression的类型是一样的。

常量指针被转化成非常量指针,并且仍然指向原来的对象;常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象;常量对象被转换成非常量对象。

Voiatile和const类试。举如下一例:
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
}

上面的代码编译时会报错,因为b1是一个常量对象,不能对它进行改变;使用const_cast把它转换成一个常量对象,就可以对它的数据成员任意改变。注意:b1和b2是两个不同的对象。
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