C++强制类型转换

标准c++中主要有四种强制转换类型运算符:  

const_cast,reinterpret_cast,static_cast,dynamic_cast等等。

 

 1)static_cast<T*>(a)    

将地址a转换成类型T,T和a必须是指针、引用、算术类型或枚举类型。  

表达式static_cast<T*>(a), a的值转换为模板中指定的类型T。在运行时转换过程中,不进行类型检查来确保转换的安全性

class B { ... };     

class D : public B { ... };  

void f(B* pb, D* pd)    

{  

   D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指针         

   B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的     

   ...     

}    

(多一些属性可以,少一点就不行了)

 

2)dynamic_cast<T*>(a)  

   完成类层次结构中的提升。T必须是一个指针、引用或无类型的指针。a必须是决定一个指针或引用的表达式。     

表达式dynamic_cast<T*>(a) 将a值转换为类型为T的对象指针。如果类型T不是a的某个基类型,该操作将返回一个空指针。  

例子:  

class A { ... };     

class B { ... };     

void f()     

{     

  A* pa = new A;     

  B* pb = new B;     

  void* pv = dynamic_cast<A*>(pa);    

  // pv 现在指向了一个类型为A的对象     

  ...     

  pv = dynamic_cast<B*>(pb);     

  // pv 现在指向了一个类型为B的对象     

}   

 

3)const_cast<T*>(a)  

去掉类型中的常量,除了const或不稳定的变址数,T和a必须是相同的类型。    

表达式const_cast<T*>(a)被用于从一个类中去除以下这些属性:const, volatile, 和 __unaligned。     

例子:       

class A { ... };     

void f()    

{     

 const A *pa = new A;//const对象     

A *pb;//非const对象     

//pb = pa; // 这里将出错,不能将const对象指针赋值给非const对象     

 pb = const_cast<A*>(pa); // 现在OK了     

...    

}     

class A { ... };    

void f()     

{     

 const A *pa = new A;//const对象     

 A *pb;//非const对象     

//pb = pa; // 这里将出错,不能将const对象指针赋值给非const对象     

 pb = const_cast<A*>(pa); // 现在OK了     

...     

}     

class A { ... };     

void f()     

{      

 const A *pa = new A;//const对象     

 A *pb;//非const对象     

//pb = pa; // 这里将出错,不能将const对象指针赋值给非const对象    

 pb = const_cast<A*>(pa); // 现在OK了     

...     

}   

     

4)reinterpret_cast<T*>(a)    

任何指针都可以转换成其它类型的指针,T必须是一个指针、引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。     

表达式reinterpret_cast<T*>(a)能够用于诸如char* 到 int*,或者One_class* 到 Unrelated_class*等类似这样的转换,因此可能是不安全的。   

例子:  

class A { ... };     

class B { ... };     

void f()     

{     

  A* pa = new A;     

  void* pv = reinterpret_cast<A*>(pa);    

  // pv 现在指向了一个类型为B的对象,这可能是不安全的     

  ...     

### C++ 强制类型转换方法及其使用指南 #### 新式转型概述 在C++中,强制类型转换被称为新式转型,区别于C语言中的旧式转型。新式转型提供了四种不同的关键字来执行特定类型的转换操作:`static_cast`、`dynamic_cast`、`const_cast` 和 `reinterpret_cast`[^1]。 #### Static Cast (静态转换) `static_cast` 是一种编译期检查的类型转换机制,适用于基本数据类型间的相互转换以及具有继承关系的对象之间安全的方向上的转换。例如: ```cpp double dValue = 3.14; int iValue = static_cast<int>(dValue); ``` 对于指针或引用来说,当基类和派生类存在单根继承体系时可以实现向下转型(即从基类到派生类),但是这种情况下应该优先考虑使用更安全的方式——`dynamic_cast`。 #### Dynamic Cast (动态转换) `dynamic_cast` 主要用于处理多态对象之间的转换,在运行期间能够判断两个类型间是否存在合法的关系并返回相应结果。如果尝试非法的操作,则会抛出异常或者返回null指针取决于具体场景。这使得它成为最安全但也可能是性能开销最大的选项之一: ```cpp Base* basePtr = new Derived(); Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr); if(derivedPtr != nullptr){ // 成功转换... } else{ // 转换失败... } ``` 此功能特别适合用来验证是否可以从某个已知接口获取更加具体的实例化版本[^3]。 #### Const Cast (常量属性修改) `const_cast` 的作用在于移除变量声明时所附加的 const 或 volatile 属性。虽然有时确实有必要这样做,但在大多数时候应当尽量避免改变原本设计意图下的不可变性约束,因为这可能会引发未定义行为的风险。 ```cpp void someFunction(const int& value){ int* nonConstValue = const_cast<int*>(&value); (*nonConstValue)++; } // 注意上述做法并不推荐除非有充分理由证明其安全性。 ``` #### Reinterpret Cast (重新解释位模式) 最后是 `reinterpret_cast`, 它允许程序员直接操纵底层二进制表示形式来进行几乎任何种类的数据视图变换。然而由于缺乏语义层面的理解和支持,误用该特性极易造成难以调试的问题甚至危及整个系统的稳定性。因此仅限于那些真正需要低级控制的应用场合下谨慎采用,并且通常只会在非常特殊的情况下才会涉及到此类操作[^2][^4]: ```cpp uintptr_t rawAddress = reinterpret_cast<uintptr_t>(&someObject); void* genericPointer = reinterpret_cast<void*>(rawAddress); ``` 综上所述,每种类型转换都有各自适用范围内的最佳实践指导原则,合理选择合适的工具可以帮助开发者写出既高效又可靠的代码。
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