理解C++编译时类型转换符:static_cast

目录

1.  static_cast 语法格式

2.  static_cast 用法示例

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1.  static_cast 语法格式

static_cast < type-id > ( expression )

在标准 C++ 中，不存在有助于确保转换安全性的运行时检查措施。在C++ 中，通常执行编译时和运行时检查。

    static_cast 运算符常用于将一个指向基类的指向转换为一个指向派生类的指针。这样的转换总是不安全的。

    通常，当你想要将数字数据类型(例如枚举转换为整数或将整数转换为浮点数)并且你确定转换中涉及的数据类型时，可以使用 static_cast。static_cast 转换不如 dynamic_cast 转换安全，因为 static_cast 不进行运行时类型检查，而 dynamic_cast 进行运行时类型检查。对不明确指针的 dynamic_cast 将失败，而 static_cast 返回时好像没有错误一样；这可能很危险。尽管 dynamic_cast 转换更安全，但 dynamic_cast 仅适用于指针或引用，并且运行时类型检查是一种开销。

2.  static_cast 用法示例

在下面的转换中，语句 D* pd2 = static_cast<D*>(pb); 不是安全的，因为 D 有不在B 中的域和方法。然而，语句 B* pb2 = static_cast<B*>(pd); 是安全转换，因为D总是包含整个B 。

例1：

C++:

// static_cast_Operator.cpp

// compile with: /LD

class B {};

class D : public B {};

void f(B* pb, D* pd) {

   D* pd2 = static_cast<D*>(pb);// 不安全, D 有不在B中的域和方法

   B* pb2 = static_cast<B*>(pd);   // 安全, D 总是包含事个B                        

}

与 dynamic_cast 不同，pb 的 static_cast 转换不进行运行时检查。pb 指向的对象可能不是 D 类型的对象，在这种情况下使用 *pd2 可能会带来灾难性的后果。例如，调用属于 D 类但不是 B 类的函数可能会导致访问冲突。

         dynamic_cast 和 static_cast 运算符在类层级结构中移动指针。但是，static_cast 完全依赖于转换语句中提供的信息，因此可能不安全。例如：

C++:

// static_cast_Operator_2.cpp

// compile with: /LD /GR

class B {

public:

   virtual void Test(){}

};

class D : public B {};

void f(B* pb) {

   D* pd1 = dynamic_cast<D*>(pb);

   D* pd2 = static_cast<D*>(pb);

}                

如果 pb 确实指向 D 类型的对象，则 pd1 和 pd2 将获得相同的值。如果 pb == 0，它们也将获得相同的值。

如果 pb 指向 B 类型的对象而不是完整的 D 类，则 dynamic_cast 会知道返回零。但是，static_cast 依赖于程序员的断言，即 pb 指向 D 类型的对象，并仅返回指向该假定 D 对象的指针。

因此，static_cast 可以执行隐式转换的逆操作，在这种情况下结果是未定义的。程序员需要验证 static_cast 转换的结果是否安全。

此行为也适用于类类型以外的类型。例如，static_cast 可用于将 int 转换为 char。但是，生成的 char 可能没有足够的位来保存整个 int 值。同样，需要由程序员来验证 static_cast 转换的结果是否安全。

static_cast 运算符还可用于执行任何隐式转换，包括标准转换和用户定义转换。例如：

C++:

// static_cast_Operator_3.cpp

// compile with: /LD /GR

typedef unsigned char BYTE;

void f() {

   char ch;

   int i = 65;

   float f = 2.5;

   double dbl;

   ch = static_cast<char>(i);   // int to char

   dbl = static_cast<double>(f);   // float to double

   i = static_cast<BYTE>(ch);

}

static_cast 运算符可以显式地将整数值转换为枚举类型。 如果整数类型的值不在枚举值范围内，则得到的枚举值是未定义的。

static_cast 运算符将空指针值转换为目标类型的空指针值。

static_cast 运算符无法抛弃 const、volatile 或 __unaligned 属性。有关移除这些属性的信息，请参阅 const_cast 运算符。