static_cast 和 reinterpret_cast

本文探讨了C++中static_cast和reinterpret_cast的区别与应用。static_cast在编译时使用类型信息执行转换并进行必要检测,而reinterpret_cast仅重新解释对象的比特模型。此外,还讨论了reinterpret_cast在函数指针类型转换中的作用。

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作数类型. 它们不是互逆的; static_cast 在编译时使用类型信息执行转换, 在转换执行必要的检测(诸如指针越界计算, 类型检查). 其操作数相对是安全的. 另一方面, reinterpret_cast 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, 例子如下:

    int n=9; double d=static_cast < double > (n);

上面的例子中, 我们将一个变量从 int 转换到 double. 这些类型的二进制表达式是不同的. 要将整数 9 转换到 双精度整数 9, static_cast 需要正确地为双精度整数 d 补足比特位. 其结果为 9.0. reinterpret_cast 的行为却不同:

    int n=9;
    double d=reinterpret_cast<double & > (n);

这次, 结果有所不同. 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, 你需要谨慎使用 reinterpret_cast.


reinterpret_casts的最普通的用途就是在函数指针类型之间进行转换。例如,假设你有一个函数指针数组:
typedef void (*FuncPtr)();      // FuncPtr 是一个指向函数的指针,该函数没有参数,返回值类型为void
FuncPtr funcPtrArray[10];       // funcPtrArray 是一个能容纳10个FuncPtrs指针的数组
让我们假设你希望(因为某些莫名其妙的原因)把一个指向下面函数的指针存入funcPtrArray数组:
int doSomething();
你不能不经过类型转换而直接去做,因为doSomething函数对于funcPtrArray数组来说有一个错误的类型。在FuncPtrArray数组里的函数返回值是void类型,而doSomething函数返回值是int类型。
funcPtrArray[0] = &doSomething;     // 错误!类型不匹配
reinterpret_cast可以让你迫使编译器以你的方法去看待它们:
funcPtrArray[0] =                   // this compiles
reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);
转换函数指针的代码是不可移植的(C++不保证所有的函数指针都被用一样的方法表示),在一些情况下这样的转换会产生不正确的结果(参见条款M31),所以你应该避免转换函数指针类型,除非你处于着背水一战和尖刀架喉的危急时刻。

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