使用c++风格显式类型转换

四种显式类型转换

  • static_cast
  • dynamic_cast
  • const_cast
  • reinterpret_cast
    作为一个从C转到C++的人,一开始我还真的以为这几个关键字都是C++11新引入的,但后来又翻了C++ Primer才知道是一直都有,看来还是因为当初看教材跳着看的锅。
    根据不同的应用场景,C++将显式类型转换划分为以上四种类型,在增强类型安全的同时,又适应自身面向对象的特征

static_cast<type>(expr)

静态转换,类型转换发生在编译时期,比如:

  • 基本类型转换:
int n, m;
...
double res = static_cast<double>(m)/n;
  • 父类与子类指针或引用类型互相转换
Base *bPtr;
...
Derived *dPtr = static_cast<Derived *>(bPtr);

但是需要注意的是,这种转换是静态的,在将父类转换为子类时需要编写者保证类型是正确的,若子类是虚类,拥有运行时类型信息的话,则可以使用dynamic_cast来保证转换的类型安全。

  • 指针类型与void *互相转换
int *nPtr;
...
void *vPtr = static_cast<void *>(nPtr);

dynamic_cast<type>(expr)

动态转换,就像static_cast中提到的那样,在转换处理支持多态的类型的时候,dynamic_cast提供运行时的类型检测功能:

  • 若对象不是目标子类指针类型,则返回0(NULL)
Base *bPtr = new Base;
...
//这里会返回0(NULL)
Derived *dPtr = dynamic_cast<Derived *>(bPtr);
  • 若对象不是目标子类引用类型,则抛出bad_cast异常
Base base;
...
//这里会抛出bad_cast异常
Derived &dRef = dynamic_cast<Derived &>(base);
  • 还有很特殊的,dynamic_cast<void *>表示将获取原对象的实际地址
Base *bPtr = new Derived;
...
//这里将直接转换为Derived对象的地址
void *addr = dynamic_cast<void *>(bPtr);

你可能会说bPtr不就是对象实际的地址吗,其实这是不一定的,因为C++允许多继承,所以当把子类对象的指针赋给父类时,地址可能会发生变化。

const_cast<type>(expr)

C++将移除/增加const属性的类型转换功能单独设置为一个关键字,也就是说上面的static_cast和dynamic_cast是没法更改指针或引用的const属性的。

const int n = 10;
...
int &m = const_cast<int &>(n);

但是要注意的是,C++提供这个语法不是用来让你可以更改常量的,因为一些常量会被编译器优化,或者保存在只读区,强行更改只会造成硬件错误等。
这个语法的初衷只是为了应对一些接口的问题:

  1. 比如有些函数对于参数的const和非const有不同的重载,那么可以手动添加const属性来调用const版本。
  2. 比如有些函数只接受非const参数,但我们知道该函数不会对该参数进行任何修改,那么可以手动去掉const属性以便可以调用该接口。

reinterpret_cast<type>(expr)

对类型进行强制转换,等价于C语言中的类型转化,适用于一些底层的操作:

int *nPtr;
...
char *cPtr = reinterpret_cast<char *>(nPtr);

这种类型转换是不安全的,和C语言中的强制类型转换一样,尽量不要使用。

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