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【轉(zhuǎn)】static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast之間的區(qū)別

原文出處

C-style cast舉例:

 int i;

 double d;

 i = (int) d;

 

上面的代碼就是本來為double類型的d,通過(int)d將其轉(zhuǎn)換成整形值,并將該值賦給整形變量i (注意d本身的值并沒有發(fā)生改變)。這就是典型的c-style類型轉(zhuǎn)換。

 

下面是一個簡單的程序:

#include <iostream>

using namespace std;

 

int main(void)

{

         int i;

         double d = 11.29;

 

         i = (int)d;

         cout << i << endl;

         cout << d << endl;

 

         return 0;

}

輸出結(jié)果:

11

11.29

 

我們發(fā)現(xiàn)d值本身并沒有發(fā)生任何變化。

 

在簡單的情況下,上面這種類型轉(zhuǎn)換可以很好地工作,但在C++中往往還是不夠的,為此ANSI-C++新標準定義的四個轉(zhuǎn)換符,即static_castdynamic_castreinterpret_castconst_cast。同時在C++環(huán)境中,原先的C-Style的類型轉(zhuǎn)換仍舊可以使用。

 

1) static_cast

    用法:static_cast <typeid> (expression)

    說明:該運算符把expression轉(zhuǎn)換為typeid類型,但沒有運行時類型檢查來確保轉(zhuǎn)換的安全性。

    用途:

    a) 用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和派生類之間指針或者引用的轉(zhuǎn)換。up-casting (把派生類的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類的指針或者引用表示)

    安全的;down-casting(把基類指針或引用轉(zhuǎn)換成子類的指針或者引用)是不安全的。

    b) 用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換,如把int轉(zhuǎn)換成char,這種轉(zhuǎn)換的安全性也要由開發(fā)人員來保證。

    c) 可以把空指針轉(zhuǎn)換成目標類型的空指針(null pointer)

    d) 把任何類型的表達式轉(zhuǎn)換成void類型。

    注意: static_cast不能轉(zhuǎn)換掉expressionconstvolitale或者__unaligned屬性。

 

2) dynamic_cast

    用法:dynamic_cast <typeid> (expression)

    說明:該運算符把expression轉(zhuǎn)換成typeid類型的對象。typeid必須是類的指針、類的引用或者void*。如果typeid是類的指針類型,

        那么expression也必須是指針,如果typeid是一個引用,那么expression也必須是一個引用。一般情況下,dynamic_cast

        于具有多態(tài)性的類(即有虛函數(shù)的類)的類型轉(zhuǎn)換。

 

               dynamic_cast依賴于RTTI信息,其次,在轉(zhuǎn)換時,dynamic_cast會檢查轉(zhuǎn)換的source對象是否真的可以轉(zhuǎn)換成target類型,

       這種檢查不是語法上的,而是真實情況的檢查。先看RTTI相關(guān)部分,通常,許多編譯器都是通過vtable找到對象的RTTI信息

       的,這也就意味著,如果基類沒有虛方法,也就無法判斷一個基類指針變量所指對象的真實類型,這時候,dynamic_cast只能

       用來做安全的轉(zhuǎn)換,例如從派生類指針轉(zhuǎn)換成基類指針。而這種轉(zhuǎn)換其實并不需要dynamic_cast參與。也就是說,dynamic_cast

       是根據(jù)RTTI記載的信息來判斷類型轉(zhuǎn)換是否合法的。

 

   用途:主要用于類層次之間的up-castingdown-casting,還可以用于類之間的交叉轉(zhuǎn)換。在進行down-casting時,dynamic_cast

        具有類型檢查的功能,比static_cast更安全。檢測在運行時進行。如果被轉(zhuǎn)換的指針不是一個被請求的有效完整的對象指針,

        返回值為NULL。當用于多態(tài)類型時,它允許任意的隱式類型轉(zhuǎn)換以及相反過程。不過,與static_cast不同,在后一種情況里

        (注:即隱式轉(zhuǎn) 換的相反過程),dynamic_cast會檢查操作是否有效。也就是說,它會檢查轉(zhuǎn)換是否會返回一個被請求的有

        效的完整對象。

    注意:dynamic_cast不能轉(zhuǎn)換掉expressionconstvolitale或者__unaligned屬性。

 

3)   reinterpret_cast

     用法:reinterpret_cast <typeid>(expression)

     說明:轉(zhuǎn)換一個指針為其他類型的指針,也允許將一個指針轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型,反之亦然。這個操作符能夠在非相關(guān)的類型之間進行

        轉(zhuǎn)換。操作結(jié)果只是簡單的從一個指針到別的指針的值的二進制拷貝,在類型之間指向的內(nèi)容不做任何類型的檢查和轉(zhuǎn)換。這

        是一個強制轉(zhuǎn)換。使用時有很大的風險,慎用之。

     注意:reinterpret _cast不能轉(zhuǎn)換掉expressionconstvolitale或者__unaligned屬性。

 

4)   const_cast

     用法:const_cast<typeid>(expression)

     說明:這個類型操縱傳遞對象的const屬性,或者是設(shè)置或者是移除。如:

           Class C{…}

           const C* a = new C;

           C* b = const_cast<C*>(a);

           如果將上面的const_cast轉(zhuǎn)換成其他任何其他的轉(zhuǎn)換,編譯都不能通過,出錯的信心大致如下:

           “…cannot convert from 'const class C *' to 'class C *'”

  

     下面的代碼是4casting方法的典型用法示例:

     #include <iostream>

     using namespace std;

 

     class Base

     {

     public:

         int _base;

         virtual void printinfo()

         {

              cout << _base << endl;

         }

     };

 

     class Derived : public Base

     {

     public:

         int _derived;

         virtual void printinfo()

         {

              cout << _derived << endl;

         }

     };

 

     int main(void)

     {

         Base b1;

         Derived d1;

         int aInt = 10;

         long aLong = 11;

         float aFloat = 11.11f;

         double aDouble = 12.12;

 

         Derived* pd = static_cast<Derived*>(&b1);                           // down-casting          不安全

         Base* pb = static_cast<Base*>(&d1);                                   // up-casting                安全

         Derived& d = static_cast<Derived&>(b1);                             // down-casting          不安全

         Base& b = static_cast<Base&>(d1);                                      // up-casting                安全

 

         aInt = static_cast<int>(aFloat);                                                // 基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

         void* sth = static_cast<void*>(&aDouble);                            // double指針類型轉(zhuǎn)換成void指針類型

         double* bDouble = static_cast<double*>(sth);                    // void指針類型轉(zhuǎn)換成double指針類型

         cout << *bDouble << endl;

 

         Base* pb1 = dynamic_cast<Base*>(&d1);

         //Derived* pd1 = dynamic_cast<Derived*>(&b1);                 // 編譯時有warning,運行時出錯

 

         int bInt = reinterpret_cast<int>(pb1);                                       // 將地址或指針轉(zhuǎn)換成整數(shù)

         cout << bInt << endl;

         pb1 = reinterpret_cast<Base*>(bInt);                                     // 將整數(shù)轉(zhuǎn)換成地址或指針

 

         int* cInt = reinterpret_cast<int*>(&aFloat);                             // 這個轉(zhuǎn)換的結(jié)果會出乎意料

         cout << (int)*cInt << endl;

 

         const Base* bBase = new Base();

         Base* cBase = const_cast<Base*>(bBase);

         //Base* dBase = dynamic_cast<Base*>(bBase);                // 不能通過編譯

         //Base* eBase = static_cast<Base*>(bBase);                     // 不能通過編譯

         //Base* fBase = reinterpret_cast<Base*>(bBase);             // 不能通過編譯

 

         return 0;

}

posted on 2012-07-07 10:06 鐘謝偉 閱讀(1181) 評論(1)  編輯 收藏 引用

評論

# re: 【轉(zhuǎn)】static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast之間的區(qū)別 2012-07-09 20:51 東南枝

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