关于C++中的类型转换操作符

2019-06-11 16:49

关于C++中的类型转换操作符 内容简介:

本文对四种标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast进行了介绍,通过本文应当能够理解这四个类型转换操作符的含义。

四种标准C++的类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。

dynamic_cast:动态类型转换,一般用在父类和子类指针或应用的互相转化;

static_cast:静态类型转换,一般是普通数据类型转换(如int m=static_cast(3.14));

reinterpret_cast:重新解释类型转换,很像c的一般类型转换操作;

const_cast:常量类型转换,是把cosnt或volatile属性去掉。

下面将依次对它们进行相对详细地介绍。

主要内容:

一、static_cast

二、dynamic_cast

三、reinterpret_cast

四、const_cast

五、其它

一、static_cast

=====================

支持子类指针到父类指针的转换,并根据实际情况调整指针的值,反过来也支持,但会给出编译警告,它作用最类似C风格的“强制转换”,一般来说可认为它是安全的。

用法:static_cast < type-id > ( expression )

[功能]

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。

[描述]

主要如下几种用法:

(a)用于类层次结构中基类(父类)和派生类(子类)之间指针或引用的转换。

进行上行转换(把派生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派生类表示时,由于没动态类型检查,所以是不安全的。

(b)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。

(c)把空指针转换成目标类型的空指针。

(d)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。

[举例]

这里,关于static_cast的使用举例,通过与reinterpret_cast的例子进行对比,容易理解,所以参见后面reinterpret_cast的使用举例部分中对static_cast的使用方法。

二、dynamic_cast

=====================

用法:dynamic_cast < type-id > ( expression )

[功能]

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 *。

[描述]

支持子类指针到父类指针的转换,并根据实际情况调整指针的值,和static_cast不同,反过来它就不支持了,会导致编译错误,这种转换是最安全的转换。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。

[举例]

1)在类层次间进行转换

代码如下:

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); }

这里可见,使用dynamic_cast进行转换,如果出现了把指向父类对象的指针,转换成了子类的指针的时候,就会返回空值。

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。

2)类之间的交叉转换

代码如下:

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???实践好象没有编译错误

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

delete pb; }

这里,可见,如果出现了交叉转换的情况那么dynamic_cast将会返回空值。

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。

三、reinterpret_cast

=====================

用法:reinterpret_cast (expression)

[功能]

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)。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。

[描述]

reinterpret_cast是C++里的强制类型转换符,支持任何转换,但仅仅是如它的名字所描述的“重解释”而已。也就是说:操作符修改了操作数类型,但仅仅是重新解释了给出的对象的比特模型而没有进行二进制转换。例如:

int *n= new int;

double *d=reinterpret_cast (n);

在进行计算以后, d包含无用值.这是因为reinterpret_cast仅仅是复制n的比特位到d, 没有进行必要的分析。


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