C++类型转换操作符

本文深入解析C++中的四种强制类型转换:reinterpret_cast、const_cast、static_cast与dynamic_cast,分别探讨它们的用途、特点及区别,帮助开发者更好地理解和运用这些转换技巧。

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reinterpret_cast

reinterpret_cast ,是对不同类型之间进行转换,这种转换不会对原始数据,即字节序列进行任何调整,而是根据内存数据重新解释为新的数据类型,所以系统并不关心是否会解释正确。

例如
1. 类的转换:
      class A {}; 
      class B {}; 
      A * a = new A; 
      B * b = reinterpret_cast(a);  
指针a强制转换为b。

2. 数据类型的转换:
    char* p = "1234";
    int* pi1 = reinterpret_cast<int*>(p);

    double* pi2 = reinterpret_cast<double*>(p); 


执行结果,

*p1 的值是 875770417
*p2 的值是 0.00000016688933

所以, reinterpret_cast 操作符能够在非相关的类型之间转换。操作结果只是简单的从一个指针到别的指针的值的二进制拷贝。在类型之间指向的内容不做任何类型的检查和转换。  

3. 用来将一个类型指针转变为另一种类型的指针,也用在将整型量转为指针,或将指针转为整型量上; 
int main() 

int j = 10; 
int * ptr = &j; 
char * cptr; 
cptr = reinterpret_cast<char *>(ptr);//将int指针类型转变为char的指针类型 
return 0; 


const_cast

const_cast类型强制将一个const变量变成一个非const的等价形式 


int main() 
{

const int j = 99; 

int * k; 

k = const_cast<int *>(&j);//解除const 

return 0; 


我们可能调用了一个参数不是const的函数,而我们要传进去的实际参数确实const的,但是我们知道这个函数是不会对参数做修改的。于是我们就需要使用const_cast去除const限定,以便函数能够接受这个实际参数。



static_cast

static_cast允许执行任意的隐式转换和相反转换动作。(即使它是不允许隐式的) 
      应用到类的指针上,意思是说它允许子类类型的指针转换为父类类型的指针(这是一个有效的隐式转换),同时,也能够执行相反动作:转换父类为它的子类。 
      在这最后例子里,被转换的父类没有被检查是否与目的类型相一致。 
代码: 
      class Base {}; 
      class Derived : public Base {}; 
      Base *a    = new Base; 
      Derived *b = static_cast(a); 
      static_cast除了操作类型指针,也能用于执行类型定义的显式的转换,以及基础类型之间的标准转换: 
代码: 
      double d = 3.14159265; 
      int    i = static_cast(d); 



适用目标:

·dynamic_cast
      主要用于执行“安全的向下转型(safe downcasting)”,也就是说,要确定一个对象是否是一个继承体系中的一个特定类型。它是唯一不能用旧风格语法执行的强制转型,也是唯一可能有重大运行时代价的强制转型。 
·static_cast
      可以被用于强制隐型转换(例如,non-const 对象转型为 const 对象,int 转型为 double,等等),它还可以用于很多这样的转换的反向转换(例如,void* 指针转型为有类型指针,基类指针转型为派生类指针),但是它不能将一个 const 对象转型为 non-const 对象(只有 const_cast 能做到),它最接近于C-style的转换。 
·const_cast
      一般用于强制消除对象的常量性。它是唯一能做到这一点的 C++ 风格的强制转型。 
·reinterpret_cast
      是特意用于底层的强制转型,导致实现依赖(implementation-dependent)(就是说,不可移植)的结果,例如,将一个指针转型为一个整数。这样的强制转型在底层代码以外应该极为罕见。 
      旧风格的强制转型依然合法,但是新的形式更可取。首先,在代码中它们更容易识别(无论是人还是像 grep 这样的工具都是如此),这样就简化了在代码中寻找类型系统被破坏的地方的过程。第二,更精确地指定每一个强制转型的目的,使得编译器诊断使用错误成为可能。例如,如果你试图使用一个 const_cast 以外的新风格强制转型来消除常量性,你的代码将无法编译。 



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