27 尽量少做转型动作

最新推荐文章于 2025-05-16 00:26:46 发布

零下的温度

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分类专栏： effective c++ 文章标签： c++

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一、旧式转型（C风格）

（T）expression 强制转型，将expression转型为T
T(expression) 函数式转型，将expression转型为T

二、新式四种转型（C++风格）

const_cast(expression)
通常被用来将对象的常量性转除。唯一有此能力的C+±style转型操作符。
dynamic_cast(expression)
主要用来执行“安全向下转型”，也就是用来决定某对象是否归属继承体系中的某个类型。它是唯一无法用旧式语法执行的动作，也是唯一可能耗费重大运行成本的转型动作。
reinterpret_cast(expression)
意图执行低级转型，实际动作（及结果）可能取决于编译器，这也表示它不可移植。如将一个pointer to int 转型为一个int。
static_cast(expression)
用来强迫隐式转换，例如将non-const对象转换为const对象，或将int转为double等等。也可以用来执行上述多种转换的反向转换，如将void* 指针转换为typed指针，将pointer-to-base转为pointer-to-derived。但无法将const转为non-const。

三、C++转型的优点

很容易在代码中被辨识出来（使用工具如grep），因而得以简化“找出类型系统在哪个地点被破坏”的过程。
各转型动作的目标愈窄化，编译器愈可能诊断出错误的运用。如：打算去掉const，除非使用const_cast，否则无法通过编译。

四、编译器为转型做了什么？

任何一个类型转换（不论是通过转型操作而进行的显示转换，或通过编译器完成的隐式转换）往往真的令编译器编译出运行期间执行的代码。

//情形一
int x,y
...
double d = static_cast<double>(x) / y;

//情形二
class Base {...};
class Derived: public Base {...};
Derived d;
Base* pb = &d;

将int x转型为double肯定会产生一些代码，因为大部分计算器体系结构中，int的底层表述不同于double的底层表述。
derived class转换为base class，有时候两个指针的值并不相同，这种情况下会有个偏移量在运行时期被施于Defived指针身上，用以取得正确的Base指针值，尤其是在多继承时。

五、derived class内的virtual函数代码的第一个动作先调用base class的对应函数

class Window{
public: 
    virtual void onResize(){ ... } //base onResize实现代码
    ...
};
class SpecialWindow:public Window{
public:
    virtual void onResize(){                  //derived onResize实现代码
        static_cast<Window>(*this).onResize();//将*this转型为Window，然后再调用其onResize；这样可不行
        ...
    }
};

转型操作会对当前对象建立副本。上述代码将当前对象（*this）转型为Window，再调用onResize。实际上是在当前对象转型所建立的副本对象上调用的onResize。之后在执行当前对象上的onResize内的代码。函数虽然只有一份，但是对象不同，函数如果要修改数据，那么修改的就是不同对象上的数据。
正确的做法

class SpecialWindow:public Window{
public:
    virtual void onResize(){                 
        Window::onResize();//调用其Window::onResize作用于*this身上
        ...
    }
};

六、dynamic_cast

dynamic_cast的许多实现版本执行速度相当慢，如：一个很普遍的实现版本基于“class 名称字符串比较”，在四层次深的单继承体系内的某个对象上执行dynamic_cast，将会耗用多达四次的strcpm调用，用以比较class名称。
使用dynamic_cast的原因：想要执行derived class中的函数，但是手头只有“指向base”的pointer或reference。
不要这样写：

class Window {...};
class SpecialWindow :public Window {
public:
    void blink();
    ...
};
typedef std::vector<std::tr1::shared_ptr<Window> > VPW;
VPW winPtrs;
...
for(VPW::iterator iter = winPtrs.begin();iter!=winPtrs.end();++iter){
    if(SpecialWindow* psw = dynamic_cast<SpeciaoWindow*>(iter->get())){
        psw->blink();
    }
}

应该这样做：

typedef std::vector<std::tr1::shared_ptr<SpecialWindow> > VPSW;
VPSW winPtrs;
...
for(VPW::iterator iter = winPtrs.begin();iter!=winPtrs.end();++iter){
     (*iter)->blink();
}

这样做无法在一个容器内存储指针“指向所有可能之各种Window派生类”。如果需要达成此目标，可以在base class内提供virtual函数做你想对各个Window派生类做的事。

避免“连串dynamic_casts”

class Window {...};
...
typedef std::vector<std::tr1::shared_ptr<Window> > VPW;
VPW winPtrs;
...
for(VPW::iterator iter = winPtrs.begin();iter!=winPtrs.end();++iter){
      if(SpecialWindow1* psw = dynamic_cast<SpeciaoWindow1*>(iter->get())){...}
      else if(SpecialWindow2* psw = dynamic_cast<SpeciaoWindow2*>(iter->get())){...}
      else if(SpecialWindow3* psw = dynamic_cast<SpeciaoWindow3*>(iter->get())){...}
      ...
}

这样产生出的代码又大又慢，而且基础不稳。因为每次Windows class继承体系一有改变，所有这一类代码都必须再次检阅看看是否需要修改。优良的C++代码很少使用转型。