C++中四种类型转换符的总结

最新推荐文章于 2022-12-09 10:59:07 发布

Asome

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分类专栏： C/C++ 文章标签： c++l类型转换

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本文详细介绍了 C++ 中四种类型转换操作符：reinterpret_cast、static_cast、const_cast 和 dynamic_cast 的用法及注意事项。包括它们的具体语法、应用场景以及安全性和运行时行为的区别。

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一、reinterpret_cast
用法：reinpreter_cast<type-id> (expression)
reinterpret_cast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，即二进制值没有变。例如：

int n=9;
double d= reinterpret_cast< double > (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。因此, 需要谨慎使用 reinterpret_cast, 只有当需要转化2个具有相同内存布局的对象时才使用reinterpret_cast.
二、static_cast
用法：static_cast < type-id > ( expression )
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。它主要有如下几种用法：
①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，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
②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。这种用法等同于C中通常的加括号转换操作。
③把空指针转换成目标类型的空指针。
④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。
三、const_cast
用法：const_cast< type-id > (exdivssion)
该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外， type_id和exdivssion的类型是一样的。
常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；
常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。
下面举例说明：

lass B{
public:
int m_iNum;
}
void foo(){

const B* b1(new B);
b1->m_iNum = 3; //comile error
B* b2 = const_cast<B*>(b1);
b2->m_iNum = 3;

}

上面的代码编译时会报错，因为b1是一个指向常对象的指针，不能对它进行改变；使用const_cast把它转换一下，去掉其常量属性，就可以对它的数据成员任意改变。
这个例子是将指向常对象的指针中的const属性去掉，const_cast还可以将指向对象的常指针中的const属性去掉。

四、dynamic_cast
用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )
该运算符把exdivssion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 *；
如果type-id是类指针类型，那么exdivssion也必须是一个指针，如果type-id是一个引用，那么exdivssion也必须是一个引用。只有dynamic_cast这种转换并非在编译时，而是在运行时，动态的。其它均在编译时进行。

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。
1）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。

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<D *>(pb);
D *pd2 = dynamic_cast<D *>((pb);
}

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）dynamic_cast还支持交叉转换（cross cast）。如下代码所示。

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<D *>((pb); //compile error
D *pd2 = dynamic_cast<D *>((pb); //pd2 is NULL
delete pb;
}

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。

总结：