首页 > 代码库 > C++四种类型转换

C++四种类型转换

     在C/C++语言中用 (type) value(还可以采用type(value))来进行显式类型转换,常常又被称为强制转换。这种转换的正确性完全掌握在程序员手中,传统上强制转换往往被过度使用,成为C++程序犯错的一个主要根源。 

     为了减少强制转换的副作用,并且在查错时使程序员能够快速定位(总是最值得怀疑的)强制转换,在标准C++中新增加了4个关键字*_cast,用来提倡一种全新的C++显式转换语法: 

	*_cast <type-id> (expression) 

static_cast(静态转换)

     用于明确定义良性和适度良性的转换,包括原来不需要采用强制转换的自动类型转换(包括无损的提升转换和可能丢失信息的窄化转换[narrowing conversion],对后者编译器一般会提出警告)。 标准C++提倡对任何数据的类型转换(不论是自动的还是强制的),都采用新的*_cast显式类型转换方法。例如:

    int i = 0x7fff;
    long l;
    float f;
    char c;
// (1)典型的非强制转换(自动转换)
// 传统方式:
    l = i;
    f = i;
// 提倡的新方式:
    l = static_cast<long>(i);
    f = static_cast<float>(i);

// (2)窄化转换
// 传统方式:
// 会显示警告信息:
    i = l; // 可能丢失数字
    i = f; // 可能丢失信息
    c = i; // 可能丢失数字
// 不显示警告信息(但仍然难定位):
    i = (int)l;
    i = (int)f;
    c = (char)i;
// 提倡的新方式(不会显示警告信息,且易定位):
    i = static_cast<int>(l);
    i = static_cast<int>(f);
    c = static_cast<char>(i);

const_cast(常量转换)

     可将(同数据类型的)常型(const)转换为非常型、将易变(volatile)型转换为非易变型。如果用于其他类型的转换,一般会产生一个编译错误。例如:

    const int i = 0;
    int *pi;
    pi = &i; // 错误
    pi = (int *)&i; // 被反对
    pi = const_cast<int *>(&i); // 完美
    long *pl = const_cast<long *>(&i); // 错误
    volatile int k = 0;
    int *pk = const_cast<int *>(&k); // 正确 

dynamic_cast(动态转换)

     一种安全的向下类型转换(downcast)操作,用于在一个类继承层次上向下移动。 

     因为每个派生类的基类都只有一个,而且派生类本身又包含了几乎所有的基类信息(private型的除外),所以向上的类型转换(upcast)总是唯一的和比较安全的。 

    而一个基类往往有多个派生类,而且派生类中一般会在基类的基础上添加了一些特有的数据和操作,所以向下的类型转换总是多态的和不太安全的。 

    dynamic_cast提供了一种安全的向下类型转换操作,只有当类型转换是正确的并且转换取的成功,返回值才是所需要的指针;否则它将返回0(空指针NULL),表示不是正确的类型。 

例如: 

    class Pet
    {
        //……
    };
    class Dog : public Pet
    {
        //……
    };
    class Cat : public Pet
    {
        //……
    };

    Pet *pPet = new Cat; // 向上的类型转换
    Dog *pDog = dynamic_cast<Dog *>(pPet); // 类型错误,返回0(NULL)
    Cat *pCat = dynamic_cast<Cat *>(pPet); // 类型正确,返回指针
    Cat *pCat = static_cast<Cat *>(pPet); // 正确,减少运行时的开销 

     注意:dynamic_cast虽然安全,但是运行时需要一定开销,因此不提倡大量使用这种转换。如果你已经能够确认转换的正确性,则可以采用前面介绍过的(无运行时开销的)static_cast转换。只有当你实在无法确定转换是否正确时,才需要采用dynamic_cast转换。 

 

reinterpret_cast(重解释转换)

     一种最有可能出问题的最不安全的类型转换。只是在下面的情形,才需要使用这种类型转换:当需要使用时,所得到的东西已经不同了,为了使它能够用于原来的目的,必须再次把它转换回来。

例如:

    const int sz = 100; // 定义数组大小,标准C++提倡用常型变量(而不是常数或符号常量宏)
    struct X
    {
        int a[sz];
    }; // 只包含一个整数数组的结构

    X x; // 定义结构变量,此时结构中的数组元素的值无意义(需要初始化)
    int *px = reinterpret_cast<int *> (&x); // 为了初始化,先把结构转化为int数组
    for (int *i = px; i < px + sz; i++) *i = 0; // 将每个数组元素的值初始化为0
    print(reinterpret_cast<X *> (px)); // 重新转换成结构指针,以便使用,也可以直接使用原来的标识符x,此语句相当于print(&x);

    使用reinterpret_cast通常是一种不明智且不方便的编程方式。但是在必须使用时,它也是非常有用的。 

 

总结: 

    在这四种强制转换中,static_cast最常用(目前还没有流行起来,但是被标准C++着力提倡)、dynamic_cast最重要、const_cast也有用、而reinterpret_cast则很少被使用。

C++四种类型转换