C++的四种强制类型转换
2013-10-25 11:50
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他们分别是
static_cast<type-id> (expression)
const_cast<type-id> (expression)
dynamic_cast<type-id> (expression)
reinpreter_cast<type-id> (expression)
static_cast<type-id> (expression)
该运算符把expression转换为type-id类型,但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法:
①用于类层次结构中基类(父类)和派生类(子类)之间指针或引用的转换。
进行上行转换(把派生类的指针或引用转换成基类表示)是安全的;
进行下行转换(把基类指针或引用转换成派生类表示)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。
②用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char,把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
③把空指针转换成目标类型的空指针。
④把任何类型的表达式转换成void类型。
注意:static_cast不能转换掉expression的const、volatile、或者__unaligned属性。
static_cast最常用的是基本类型直接的转换,比如char与int、int与float、enum与int之间的转换。在把int转换为char时,如果char没有足够的比特位来存放int的值(int>127或int<-127时),那么static_cast所做的只是简单的截断,及简单地把int的低8位复制到char的8位中,并直接抛弃高位。在把int转换为enum时,如果int的值没有落进enum的范围内,则enum的值将是“未定义”的。
因此,static_cast完全靠程序员自己去保证转换的正确性。
C++中 static_cast 和 reinterpret_cast 的区别
C++primer第五章里写了编译器隐式执行任何类型转换都可由static_cast显示完成; reinterpret_cast通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释
1、C++中的static_cast执行非多态的转换,用于代替C中通常的转换操作。因此,被做为显式类型转换使用。比如:
此时结果,i = 166。
2、C++中的reinterpret_cast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。比如:
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,//i 也是指针,整型指针;一个明显的现象是在转换前后没有数位损失。
const_cast<type_id> (expression)
该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外, type_id和expression的类型是一样的。
一、常量指针被转化成非常量的指针,并且仍然指向原来的对象;
二、常量引用被转换成非常量的引用,并且仍然指向原来的对象;
result:
b1: 200
b2: 200
b3: 50
b4: 200
b5: 200
b6: 200
x: 50 address: 002CF880
*y: 200 address: 002CF880
xx: 50 address: 002CF884
*yy: 200 address: 002CF884
xxx: 50 address: 002CF88C
yyy: 200 address: 002CF888
可以改变const 自定义类的成员变量,但是对于内置数据类型,却表现未定义行为。
dynamic_cast<type-id> (expression)
该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void*;
如果type-id是类指针类型,那么expression也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression也必须是一个引用。
dynamic_cast运算符可以在执行期决定真正的类型。如果downcast是安全的(也就说,如果基类指针或者引用确实指向一个派生类对象)这个运算符会传回适当转型过的指针。如果downcast不安全,这个运算符会传回空指针(也就是说,基类指针或者引用没有指向一个派生类对象)。
dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。
在类层次间进行上行转换时,dynamic_cast和static_cast的效果是一样的;
在进行下行转换时,dynamic_cast具有类型检查的功能,比static_cast更安全。
在上面的代码段中,如果pb指向一个D类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的;
但是,如果pb指向的是一个B类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行D类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),
而pd2将是一个空指针。
另外注意,B要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。
B中需要检测有虚函数的原因:类中存在虚函数,就说明它有想要让基类指针或引用指向派生类对象的情况,此时转换才有意义。
这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的虚函数表(关于虚函数表的概念,详细可见<Inside c++ object model>)中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,
没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。
另外,dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示:
在函数foo中,使用static_cast进行转换是不被允许的,将在编译时出错,而使用 dynamic_cast的转换则是允许的,结果是空指针。
reinpreter_cast<type-id> (expression)
type-id 必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数,也可以把一个整数转换成一个指针(先把一个指针转换成一个整数,在把该整数转换成原类型的指针,还可以得到原先的指针值)。
该运算符的用法比较多。
操作符修改了操作数类型,但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。
例如:int *n= new int ;
double *d=reinterpret_cast<double*> (n);
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, 需要谨慎使用 reinterpret_cast。
reinterpret_cast是为了映射到一个完全不同类型的意思,这个关键词在我们需要把类型映射回原有类型时用到它。我们映射到的类型仅仅是为了故弄玄虚和其他目的,这是所有映射中最危险的。
static_cast和reinterpret_cast的区别主要在于多重继承,比如:
那么对于以下代码:
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。
C++的四种强制转型形式每一种适用于特定的目的:
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。
static_cast<type-id> (expression)
const_cast<type-id> (expression)
dynamic_cast<type-id> (expression)
reinpreter_cast<type-id> (expression)
static_cast<type-id> (expression)
该运算符把expression转换为type-id类型,但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法:
①用于类层次结构中基类(父类)和派生类(子类)之间指针或引用的转换。
进行上行转换(把派生类的指针或引用转换成基类表示)是安全的;
进行下行转换(把基类指针或引用转换成派生类表示)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。
②用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char,把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
③把空指针转换成目标类型的空指针。
④把任何类型的表达式转换成void类型。
注意:static_cast不能转换掉expression的const、volatile、或者__unaligned属性。
static_cast最常用的是基本类型直接的转换,比如char与int、int与float、enum与int之间的转换。在把int转换为char时,如果char没有足够的比特位来存放int的值(int>127或int<-127时),那么static_cast所做的只是简单的截断,及简单地把int的低8位复制到char的8位中,并直接抛弃高位。在把int转换为enum时,如果int的值没有落进enum的范围内,则enum的值将是“未定义”的。
因此,static_cast完全靠程序员自己去保证转换的正确性。
C++中 static_cast 和 reinterpret_cast 的区别
C++primer第五章里写了编译器隐式执行任何类型转换都可由static_cast显示完成; reinterpret_cast通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释
1、C++中的static_cast执行非多态的转换,用于代替C中通常的转换操作。因此,被做为显式类型转换使用。比如:
int i; float f = 166.71; i = static_cast<int>(f);
此时结果,i = 166。
2、C++中的reinterpret_cast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。比如:
int i; char *p = "This is an 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,//i 也是指针,整型指针;一个明显的现象是在转换前后没有数位损失。
const_cast<type_id> (expression)
该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外, type_id和expression的类型是一样的。
一、常量指针被转化成非常量的指针,并且仍然指向原来的对象;
二、常量引用被转换成非常量的引用,并且仍然指向原来的对象;
/* 用法:const_cast<type_id> (expression) 该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外, type_id和expression的类型是一样的。 一、常量指针被转化成非常量指针,并且仍然指向原来的对象; 二、常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象; 三、常量对象被转换成非常量对象。 type_id 必须为指针或引用 */ class B { public: int m_iNum; B():m_iNum(50) {} }; void foo() { const B *b1 = new B(); //b1->m_iNum = 100; //compile error B *b2 = const_cast<B*>(b1); b2->m_iNum = 200; cout<<"b1: "<< b1->m_iNum <<endl; cout<<"b2: "<< b2->m_iNum <<endl; cout<<endl; const B b3; //b3.m_iNum = 100; //compile error B b4 = const_cast<B&>(b3);//b4 is another object b4.m_iNum = 200; cout<<"b3: "<<b3.m_iNum <<endl; cout<<"b4: "<<b4.m_iNum <<endl; cout<<endl; const B b5; //b5.m_iNum = 100; //compile error B &b6 = const_cast<B&>(b5); b6.m_iNum = 200; cout<<"b5: "<<b5.m_iNum <<endl; cout<<"b6: "<<b6.m_iNum <<endl; cout << endl; // force to convert const int x = 50; int* y = (int *)(&x);// same address, but the content is different *y = 200; cout << "x: "<<x<<" address: "<<&x<<endl; cout << "*y: "<<*y<<" address: "<<y<<endl; cout<<endl; // int const int xx = 50; int* yy = const_cast<int *> (&xx);// same address, but the content is different *yy = 200; cout << "xx: "<<xx<<" address: "<<&xx<<endl; cout << "*yy: "<<*yy<<" address: "<<yy<<endl; cout<<endl; // int const int xxx = 50; int yyy = const_cast<int&> (xxx);// another int yyy = 200; cout << "xxx: "<<xxx<<" address: "<<&xxx<<endl; cout << "yyy: "<<yyy<<" address: "<<&yyy<<endl; } int _tmain(int argc, char* argv[]) { foo(); return 0; }
result:
b1: 200
b2: 200
b3: 50
b4: 200
b5: 200
b6: 200
x: 50 address: 002CF880
*y: 200 address: 002CF880
xx: 50 address: 002CF884
*yy: 200 address: 002CF884
xxx: 50 address: 002CF88C
yyy: 200 address: 002CF888
可以改变const 自定义类的成员变量,但是对于内置数据类型,却表现未定义行为。
dynamic_cast<type-id> (expression)
该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void*;
如果type-id是类指针类型,那么expression也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression也必须是一个引用。
dynamic_cast运算符可以在执行期决定真正的类型。如果downcast是安全的(也就说,如果基类指针或者引用确实指向一个派生类对象)这个运算符会传回适当转型过的指针。如果downcast不安全,这个运算符会传回空指针(也就是说,基类指针或者引用没有指向一个派生类对象)。
dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。
在类层次间进行上行转换时,dynamic_cast和static_cast的效果是一样的;
在进行下行转换时,dynamic_cast具有类型检查的功能,比static_cast更安全。
class B { public: int m_iNum; virtual void foo(); }; class D:public B { public: char *m_szName[100]; }; void func(B *pb) { D *pd1 = static_cast<D *>(pb); D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); }
在上面的代码段中,如果pb指向一个D类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的;
但是,如果pb指向的是一个B类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行D类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),
而pd2将是一个空指针。
另外注意,B要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。
B中需要检测有虚函数的原因:类中存在虚函数,就说明它有想要让基类指针或引用指向派生类对象的情况,此时转换才有意义。
这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的虚函数表(关于虚函数表的概念,详细可见<Inside c++ object model>)中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,
没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。
另外,dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示:
class A { public: int m_iNum; virtual void f(){} }; class B:public A { }; class D:public A { }; void foo() { B *pb = new B; pb->m_iNum = 100; D *pd1 = static_cast<D *>(pb); //compile error D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); //pd2 is NULL delete pb; }
在函数foo中,使用static_cast进行转换是不被允许的,将在编译时出错,而使用 dynamic_cast的转换则是允许的,结果是空指针。
reinpreter_cast<type-id> (expression)
type-id 必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数,也可以把一个整数转换成一个指针(先把一个指针转换成一个整数,在把该整数转换成原类型的指针,还可以得到原先的指针值)。
该运算符的用法比较多。
操作符修改了操作数类型,但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。
例如:int *n= new int ;
double *d=reinterpret_cast<double*> (n);
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, 需要谨慎使用 reinterpret_cast。
reinterpret_cast是为了映射到一个完全不同类型的意思,这个关键词在我们需要把类型映射回原有类型时用到它。我们映射到的类型仅仅是为了故弄玄虚和其他目的,这是所有映射中最危险的。
static_cast和reinterpret_cast的区别主要在于多重继承,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", &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。
C++的四种强制转型形式每一种适用于特定的目的:
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。
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