【C++】类型转换

  • 引言

  C++风格的四种类型转换方法:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、const_cast。

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  • static_cast

  使用 static_cast 可以进行接近C风格的静态转换,但增加了安全性考虑。

double d = 3.14;
int i = static_cast<int> (d);

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  • dynamic_cast

  上行转换(子类指针转父类指针)一般是安全的,当然必须得 public 继承才合法。下行转换(父类指针转子类指针)很可能不安全(例如当指针指向父类对象时)。

  可以采用 dynamic_cast<type> (expression) 动态转换的条件是:type为指针或引用,下行转换时基类为多态(有虚函数,从而可以在虚表中放一个类型信息指针—— dynamic_cast 的一种典型实现)。对于不安全的指针下行转换,dynamic_cast 返回 NULL。

class Dad {};
class Son: public Dad
{
public:
void func ();
}; int main ()
{
Dad d;
Son *s1 = (Son*) &d; // 编译通过
s1->func (); // 链接出错
Son *s2 = static_cast<Son*> (&d); // 编译通过
s2->func (); // 链接出错
Son *s3 = dynamic_cast<Son*> (&d); // 编译报错: Dad不是多态类型, 除非Dad中有虚函数
}
class Dad
{
virtual void func ();
};
class Son: public Dad {}; int main ()
{
Son son;
Dad *pd = dynamic_cast<Dad*> (&son); // 上行转换, ok
Dad dad;
Son *ps = dynamic_cast<Son*> (&dad); // 下行转换, ps=0 Dad *pdad = new Dad, *pson = new Son;
ps = dynamic_cast<Son*> (pdad); // 下行转换, ps=0
ps = dynamic_cast<Son*> (pson); // 下行转换, ok
}

  如上面这个例子所示,对指针下行转换时,如果失败 dynamic_cast 会返回0;而对引用下行转换时,如果失败会抛出 bad_cast 异常。

void f (Dad &dad)
{
try {
Son &son = dynamic_cast<Son&> (dad);
}
catch ( bad_cast ) {
// 异常处理
}
}

  当转换源指针或目标指针为 void * 时,dynamic_cast 总认为安全。目标指针为 void * 可以用于确定多态类型的对象的起始地址。

class A
{
virtual void func ();
}; int main ()
{
A *a = new A;
void *v = dynamic_cast<void*> (a); // 同样要求A多态
a = dynamic_cast<A*> (v);
}

  和 typeid 一样,dynamic_cast 使用了“运行时类型信息” RTTI(Run Time Type Information),某些平台可能不支持。

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  • reinterpret_cast

  使用 reinterpret_cast<type> (expression) 可以在指针之间或指针与整数之间转换类型,同样要求 type 为指针或引用。

int *p = new int;
long i = reinterpret_cast<long> (p);
p = ; // p 不再指向 new int
p = reinterpret_cast<int*> i; // p 重新指向 new int

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  • const_cast

  使用 const_cast 可以将常量转换为变量,去除 const 属性。

const char *str = "hello";
char *s = const_cast<char*> (str);

  在类 A 的 const 成员函数中,如果想要修改 A 的成员变量,可以先将 this 强制去除 const 属性。但当对象本身就是常量时,结果将不可预见。

class A
{
bool m;
public:
void func () const
{
A *a = const_cast<A*> (this); // 强制去除const属性
a->m = true;
}
}; int main ()
{
A a1;
const A a2;
a1.func (); // ok
a2.func (); // 无定义行为
}

  因此,令某些成员变量可被 const 成员函数修改的更好的解决方案是,将成员变量声明为 mutable,或者将这些成员变量封装到结构体指针中。

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  • 结语

  无。

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