C++中的转型操作符

C++中的转型操作符

旧式的C转型方式，几乎允许你将任何类型转换为任何其它类型，有其自身的缺陷，表现在以下两方面：

1.不能更精确地指明其转型的意图。

如将一个pointer-to-base-class-object转型为一个pointer-to-derived-class-object（改变一个对象的类型）和将一个pointer-to-const-object转型为一个pointer-to-non-const-object（改变对象的常量性），在旧式C语法中并不区分。

2.难以辨识。

旧式C转型方式的语法为(type)expression，由一对小括号加上一个对象名称组成，而这种语法结构在C++的任何地方都有可能使用，这就无法很直观地判断出是否是转型操作。

 

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为解决上述的缺点，C++引入4个新型转型操作符，分别为：

static_cast,  const_cast,  dynamic_cast,  reinterpret_cast

语法为：       ***_cast<type>(expression)

下面着重解释四个新型操作符的用途：

一．static_cast: 基本与拥有与C旧式转型相同的威力与意义，以及相同的限制。如：

//计算两个int型数相除，结果为double型

int firstNum,secondNum;

double res =(double)firstNum / secondNum;               //旧式C语法

double res =static_cast<double>(firstNum) / secondNum;   //新式C++转型符

 

二．const_cast: 用来改变表达式中的常量性(constness)或易变性(volatileness)。如：

int num;

const int *cpNum =&num;

int *pNum =cpNum;            //error:cannot convert from 'const int *' to 'int *'

int *pNum = (int *)cpNum;                 //旧式C

int *pNum =const_cast<int *>(cpNum);     //新式C++const_cast移除常量性

 

三．dynamic_cast: 用来执行继承体系中“安全的向下转型或跨系转型动作”。如：

可以利用dynamic_cast将“指向base class object 的pointer或reference”转型为“指向derived class object的pointer或reference”

如果转型失败，会以一个null指针或一个exception 表现出来（指针转型失败返回null,引用转型失败抛出异常）

class CBase {     };                      

class CDerived:public CBase  {     };     

CDerived dc;

CDerived *dp =&dc;

CBase *bp =dynamic_cast<CBase *>(dp);      //使用dynamic_cast将指向继承类的指针转化为指向基类的指针

CBase &br =dynamic_cast<CBase &>(dc);     //使用dynamic_cast将指向继承类的引用转化为指向基类的引用

 

四．reinterpret_cast: 最常用的用途是转换"函数指针"类型。如：

typedef void(*funcPtr)();    //funcPtr是个无参数返回值为void型的函数指针类型

int iFunc(){return0;}        //iFunc为一个无参数返回值为int型的函数

void func(funcPtrf){}        //func函数的参数是一个类型为funcPtr类型的函数指针

main()

{

func(iFunc());        //error:cannotconvert parameter 1 from 'int' to 'void (__cdecl *)(void)'

func(reinterpre_cast<funcPtr>(iFunc);     //right!reinterpre_cast将返回值为int 的函数转化为 返回值为void的函数

}

五．补充及修正：

1.static_cast与dynamic_cast

       Static_cast 常用于数据类型之间的转换，它也可以实现dynamic_cast中的转换效果，当实现上行转换（继承类转换基类）时，二者可以实现相同的转换效果，当实现下行转换（基类转继承类）时，由于static_cast没有动态类型检查机制，转换可能不安全。而正是由于static_cast不作类型检查，它的转换比dynamic_cast要快。

       2. reinterpret_cast

       reinterpret_cast字面意思是重新解释，主要是将数据从一种类型的转换为另一种类型。所谓“通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释”也就是说将数据以二进制存在形式的重新解释。

int i;

char *p = "Thisis a example.";

i =reinterpret_cast<int>(p);

此时结果，i与p的值是完全相同的。reinterpret_cast的作用是说将指针p的值以二进制（位模式）的方式被解释为整型，并赋给i，一个明显的现象是在转换前后没有数位损失。

因此，reinterpret_cast允许转换一个指针为其他类型的指针，也允许将一个指针转换为整数类型，反之亦然。这个操作符能够在非相关的类型之间进行转换。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。这是一个强制转换。使用时有很大的风险，慎用之。比如：

class A { public:int m_a; };

class B { public:int m_b; };

class C : public A,public B {};

那么对于以下代码：

C c;

printf("%p, %p,%p\r\n", &c, reinterpret_cast<B*>(&c), static_cast<B*>(&c));

前两个的输出值是相同的，最后一个则会在原基础上偏移4个字节，这是因为static_cast计算了父子类指针转换的偏移量，并将之转换到正确的地址（c里面有m_a,m_b，转换为B*指针后指到m_b处），而reinterpret_cast却不会做这一层转换。

因此, 你需要谨慎使用 reinterpret_cast.