static_cast用法

转自  http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b02b8d00100070g.html

本文讨论static_cast<> 和 reinterpret_cast<>。

介绍
大多程序员在学C++前都学过C，并且习惯于C风格（类型）转换。当写C++（程序）时，有时候我们在使用static_cast<>和reinterpret_cast<>时可能会有点模糊。在本文中，我将说明 static_cast<>实际上做了什么，并且指出一些将会导致错误的情况。

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 CBa***

{

public:

int x;

CBa***() { x = 10; }

void foo() { printf("CBa***::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 CBa***, public CBaseY

{

public:

int z;

};

情况1：两个无关的类之间的转换

 

 

// Convert between CBa**** and CBaseY*

// CBa**** 和 CBaseY*之间的转换

CBa**** pX = new CBa***();

// Error, types pointed to are unrelated

// 错误， 类型指向是无关的

// CBaseY* pY1 = static_cast(pX);

// Compile OK, but pY2 is not CBa***

// 成功编译, 但是 pY2 不是CBa***

CBaseY* pY2 = reinterpret_cast(pX);

// System crash!!

// 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);

3. 

4. // static_cast<> CDerived* -> CBaseY* -> CDerived*

//成功编译，隐式static_cast<>转换

5. CBaseY* pY1 = pD;

6. printf("CBaseY* pY1 = %x\n", (int)pY1);

// 成功编译, 现在 pD1 = pD

7. CDerived* pD1 = static_cast(pY1);

8. printf("CDerived* pD1 = %x\n", (int)pD1);

9. 

10. // reinterpret_cast

// 成功编译, 但是 pY2 不是 CBaseY*

11. CBaseY* pY2 = reinterpret_cast(pD);

12. printf("CBaseY* pY2 = %x\n", (int)pY2);

13. 

14. // 无关的 static_cast<>

15. CBaseY* pY3 = new CBaseY();

16. printf("CBaseY* pY3 = %x\n", (int)pY3);

// 成功编译,尽管 pY3 只是一个 "新 CBaseY()"

17. CDerived* pD3 = static_cast(pY3);

18. 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，CBa*** 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 CBa***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*。 

#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
class CBa***{
public :
    int x;
   
CBa*** (){ x = 10;}
    void foo()
    {
        cout <<"
CBa***::foo() x = "<<x<<endl;
        //printf("CBa***::foo() x = %d \n",x);
    }
};
class CBaseY{
public :
    int y;
    int *py;

    CBaseY(){
        y = 20;
        py = &y;
    }
    void bar(){
        cout << "CBaseY::bar() y = "<<y<<" *py = "<<*py<<endl;
        //printf("CBaseY::bar() y = %d *py = %d\n",y,*py);
    }
};
class CDerived : public  CBa*** ,public CBaseY
{
public:
    int z;
};

int main()
{
    float f = 1.2;
    float *fp = &f;

    int n = static_cast<int>(f);

   // int *pn = static_cast<int *>(fp); //compile error :invalid static_cast
    void *pv = static_cast<void *>(fp);

    int *pn2 = static_cast<int *>(pv);

    //int i = reinterpret_cast<int>(f);//error
    int *pi = reinterpret_cast<int *>(fp);

    
CBa***  *pX = new 
CBa***();

    pX->foo();

   // CBaseY *pY1 = static_cast<CBaseY*>(pX);//error
    CBaseY *pY2 = reinterpret_cast<CBaseY*>(pX);

    pY2->bar();

    CDerived *pD = new CDerived();
    pD->bar();
    //printf("CDerived *pD = %x\n",(int)pD);
    CBaseY *pY1 = pD;

    pY1->bar();

    CDerived *pD1 = static_cast<CDerived*>(pY1);

    pD1->bar();

  //  CBaseY *pY2 = reinterpret_cast<CBaseY *>(pD);

    CDerived object;

    CBa*** *px = &object;
    CBaseY *py = &object;
    CDerived * pd = &object;

    
CBa***  *px2,*px3;


    void *pvoid = static_cast<void*>(py);

    px2 = static_cast<
CBa*** *>(pvoid);

    px2->foo();

    px3 = static_cast<
CBa*** *>(static_cast<CDerived*>(py));

    px3->foo();



    //cout << "Hello world!" << endl;
    return 0;
}

(function(w, d, g, J) { var e = J.stringify || J.encode; d[g] = d[g] || {}; d[g]['showValidImages'] = d[g]['showValidImages'] || function() { w.postMessage(e({'msg': {'g': g, 'm':'s'}}), location.href); } })(window, document, '__huaban', JSON);

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