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基于c++強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的(總結(jié))詳解

更新時(shí)間：2013年05月06日 11:27:41 作者：

本篇文章對(duì)C++中的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹。需要的朋友參考下

什么是類型轉(zhuǎn)換？　　

　　類型轉(zhuǎn)換的含義是通過(guò)改變一個(gè)變量的類型為別的類型從而改變?cè)撟兞康谋硎痉绞?。為了類型轉(zhuǎn)換一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)象為另一個(gè)對(duì)象你會(huì)使用傳統(tǒng)的類型轉(zhuǎn)換操作符。

C與C++的類型轉(zhuǎn)換

C中：

復(fù)制代碼代碼如下:

(T)element 或者 T（element）

c++中：

復(fù)制代碼代碼如下:

reinterpret_cast<T*> (expression)
dynamic_cast<T*>     (expression)
static_cast<T*>      (expression)
const_cast<T*>       (expression)

C++的四種強(qiáng)制轉(zhuǎn)型形式每一種適用于特定的目的：

　　 ·dynamic_cast 主要用于執(zhí)行“安全的向下轉(zhuǎn)型（safe downcasting）”，也就是說(shuō)，要確定一個(gè)對(duì)象是否是一個(gè)繼承體系中的一個(gè)特定類型。它是唯一不能用舊風(fēng)格語(yǔ)法執(zhí)行的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型，也是唯一可能有重大運(yùn)行時(shí)代價(jià)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型。

·static_cast 可以被用于強(qiáng)制隱型轉(zhuǎn)換（例如，non-const 對(duì)象轉(zhuǎn)型為 const 對(duì)象，int 轉(zhuǎn)型為 double，等等），它還可以用于很多這樣的轉(zhuǎn)換的反向轉(zhuǎn)換（例如，void* 指針轉(zhuǎn)型為有類型指針，基類指針轉(zhuǎn)型為派生類指針），但是它不能將一個(gè) const 對(duì)象轉(zhuǎn)型為 non-const 對(duì)象（只有 const_cast 能做到），它最接近于C-style的轉(zhuǎn)換。

　 ·const_cast 一般用于強(qiáng)制消除對(duì)象的常量性。它是唯一能做到這一點(diǎn)的 C++ 風(fēng)格的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型。

　　·reinterpret_cast 是特意用于底層的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)依賴（implementation-dependent）（就是說(shuō)，不可移植）的結(jié)果，例如，將一個(gè)指針轉(zhuǎn)型為一個(gè)整數(shù)。這樣的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型在底層代碼以外應(yīng)該極為罕見。

通俗的解釋：

dynamic_cast	通常在基類和派生類之間轉(zhuǎn)換時(shí)使用
static_cast	一般的轉(zhuǎn)換，如果你不知道該用哪個(gè)，就用這
const_cast	主要針對(duì)const和volatile的轉(zhuǎn)換
reinterpret_cast	用于進(jìn)行沒有任何關(guān)聯(lián)之間的轉(zhuǎn)換，比如一個(gè)字符指針轉(zhuǎn)換為一個(gè)整形數(shù)

具體分析：

1）static_cast<T*>(a) 編譯器在編譯期處理

　　將地址a轉(zhuǎn)換成類型T，T和a必須是指針、引用、算術(shù)類型或枚舉類型。
　　表達(dá)式static_cast<T*>(a), a的值轉(zhuǎn)換為模板中指定的類型T。
　　在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，不進(jìn)行類型檢查來(lái)確保轉(zhuǎn)換的安全性。
　　static_cast它能在內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型間互相轉(zhuǎn)換，對(duì)于類只能在有聯(lián)系的指針類型間進(jìn)行轉(zhuǎn)換?？梢栽诶^承體系中把指針轉(zhuǎn)換來(lái)、轉(zhuǎn)換去，但是不能轉(zhuǎn)換成繼承體系外的一種類型

復(fù)制代碼代碼如下:

class A { ... };
class B { ... };
class D : public B { ... };
void f(B* pb, D* pd)
{
    D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針
    B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的
    A* pa2 = static_cast<A*>(pb);        //錯(cuò)誤A與B沒有繼承關(guān)系
    ...
}

2）dynamic_cast<T*>(a) 在運(yùn)行期，會(huì)檢查這個(gè)轉(zhuǎn)換是否可能

　　完成類層次結(jié)構(gòu)中的提升。T必須是一個(gè)指針、引用或無(wú)類型的指針。a必須是決定一個(gè)指針或引用的表達(dá)式。
　　dynamic_cast 僅能應(yīng)用于指針或者引用，不支持內(nèi)置數(shù)據(jù)類型
　　表達(dá)式dynamic_cast<T*>(a) 將a值轉(zhuǎn)換為類型為T的對(duì)象指針。如果類型T不是a的某個(gè)基類型，該操作將返回一個(gè)空指針。
　　它不僅僅像static_cast那樣，檢查轉(zhuǎn)換前后的兩個(gè)指針是否屬于同一個(gè)繼承樹，它還要檢查被指針引用的對(duì)象的實(shí)際類型，確定轉(zhuǎn)換是否可行。
　　如果可以，它返回一個(gè)新指針，甚至計(jì)算出為處理多繼承的需要的必要的偏移量。如果這兩個(gè)指針間不能轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換就會(huì)失敗，此時(shí)返回空指針（NULL）。
　　很明顯，為了讓dynamic_cast能正常工作，必須讓編譯器支持運(yùn)行期類型信息（RTTI）。

復(fù)制代碼代碼如下:

class Base { virtual dummy() {} };
class Derived : public Base {};

Base* b1 = new Derived;
Base* b2 = new Base;

Derived* d1 = dynamic_cast<Derived *>(b1); // succeeds
Derived* d2 = dynamic_cast<Derived *>(b2); // fails: returns 'NULL'

3）const_cast<T*>(a)編譯器在編譯期處理

去掉類型中的常量，除了const或不穩(wěn)定的變址數(shù)，T和a必須是相同的類型。
表達(dá)式const_cast<T*>(a)被用于從一個(gè)類中去除以下這些屬性：const, volatile, 和 __unaligned。
對(duì)于本身定義時(shí)為const的類型，即使你去掉const性，在你操作這片內(nèi)容時(shí)候也要小心，只能r不能w操作，否則還是會(huì)出錯(cuò)
const_cast操作不能在不同的種類間轉(zhuǎn)換。相反，它僅僅把一個(gè)它作用的表達(dá)式轉(zhuǎn)換成常量。它可以使一個(gè)本來(lái)不是const類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成const類型的，或者把const屬性去掉。

復(fù)制代碼代碼如下:

class A { ... };
void f()
{
    const A *pa = new A;//const對(duì)象
    A *pb;//非const對(duì)象
    //pb = pa; // 這里將出錯(cuò)，不能將const對(duì)象指針賦值給非const對(duì)象
    pb = const_cast<A*>(pa); // 現(xiàn)在OK了
    ...
}

const char* p = "123";
char* c = const_cast<char*>(p);
c[0] = 1; //表面上通過(guò)編譯去掉了const性，但是操作其地址時(shí)系統(tǒng)依然不允許這么做。

4）reinterpret_cast<T*>(a)編譯器在編譯期處理

任何指針都可以轉(zhuǎn)換成其它類型的指針，T必須是一個(gè)指針、引用、算術(shù)類型、指向函數(shù)的指針或指向一個(gè)類成員的指針。
表達(dá)式reinterpret_cast<T*>(a)能夠用于諸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等類似這樣的轉(zhuǎn)換，因此可能是不安全的。

復(fù)制代碼代碼如下:

class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
    A* pa = new A;
    void* pv = reinterpret_cast<A*>(pa);
    // pv 現(xiàn)在指向了一個(gè)類型為B的對(duì)象，這可能是不安全的
    ...
}

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