Effective C++ 条款 27：尽量少做转型动作

条款 27：尽量少做转型动作

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核心思想

1. 尽量避免转型

   • 转型通常是设计缺陷的信号。如果可能，应通过改进设计消除转型的需求。

2. 优先使用 C++ 新式转型

   • 新式转型（const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、static_cast）更容易辨识，并提供更明确的用途。

3. 隐藏转型

   • 如果转型是必要的，将其封装在函数中，减少代码中显式的转型操作。

4. 避免效率低的转型

   • 特别是在性能关键代码中，尽量避免使用动态转型（dynamic_cast）。

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四种新式转型

#include <iostream>
#include <typeinfo>

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
};

class Derived : public Base {};

void testCasts() {
    const int ci = 42;
    int i = const_cast<int&>(ci); // const_cast：移除常量性
    std::cout << "const_cast result: " << i << std::endl;

    Base* base = new Derived();
    Derived* derived = dynamic_cast<Derived*>(base); // dynamic_cast：安全向下转型
    if (derived) {
        std::cout << "dynamic_cast successful" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "dynamic_cast failed" << std::endl;
    }
    delete base;

    int* p = reinterpret_cast<int*>(0x1234); // reinterpret_cast：低级转型
    std::cout << "reinterpret_cast result: " << p << std::endl;

    double d = 3.14;
    int j = static_cast<int>(d); // static_cast：强制隐式转换
    std::cout << "static_cast result: " << j << std::endl;
}

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转型隐藏于函数

#include <iostream>
#include <typeinfo>

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
};

class Derived : public Base {};

// 封装 dynamic_cast
Derived* safeDowncast(Base* base) {
    return dynamic_cast<Derived*>(base);
}

void testFunction() {
    Base* base = new Derived();
    Derived* derived = safeDowncast(base);
    if (derived) {
        std::cout << "Downcast successful via safeDowncast" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Downcast failed via safeDowncast" << std::endl;
    }
    delete base;
}

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实践建议

1. 通过设计避免转型

   • 转型通常是对象模型设计中的缺陷信号。尝试重新设计以消除转型需求。

2. 优先使用新式转型

   • 避免旧式 C 风格转型 ((type)expression)，因为它不易辨识，且没有提供明确的语义。

3. 隐藏转型

   • 将转型操作封装在函数中，降低代码复杂性，提高可维护性。

4. 避免性能瓶颈

   • 在性能敏感的代码中，避免使用 dynamic_cast，因为它会引入运行时开销。

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总结

尽量少做转型动作。如果必须使用转型，遵循以下原则：

1. 避免 C 风格转型，使用 C++ 新式转型。
2. 将转型隐藏在函数中，避免在客户端代码中显式转型。
3. 优先改进设计，消除对转型的需求。

通过遵循这些原则，可以提高代码的安全性、可维护性和效率。