C++强制类型转换:static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast
一、static_cast:static_cast<new_type> (expression)
static_cast相當于傳統的C語言里的強制轉換,該運算符把expression轉換為new_type類型,用來強迫隱式轉換,例如non-const對象轉為const對象,編譯時檢查,用于非多態的轉換,可以轉換指針及其他,但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法:
①用于類層次結構中基類(父類)和派生類(子類)之間指針或引用的轉換。
進行上行轉換(把派生類的指針或引用轉換成基類表示)是安全的;
進行下行轉換(把基類指針或引用轉換成派生類表示)時,由于沒有動態類型檢查,所以是不安全的。
②用于基本數據類型之間的轉換,如把int轉換成char,把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。
③把空指針轉換成目標類型的空指針。
④把任何類型的表達式轉換成void類型。
注意:static_cast不能轉換掉expression的const、volatile、或者__unaligned屬性。
char a = 'a'; int b = static_cast<char>(a);//正確,將char型數據轉換成int型數據double *c = new double; void *d = static_cast<void*>(c);//正確,將double指針轉換成void指針int e = 10; const int f = static_cast<const int>(e);//正確,將int型數據轉換成const int型數據const int g = 20; int *h = static_cast<int*>(&g);//編譯錯誤,static_cast不能轉換掉g的const屬性二、dynamic_cast:dynamic_cast<type*>(e) 、dynamic_cast<type&>(e) 、dynamic_cast<type&&>(e)
type必須是一個類類型,在第一種形式中,type必須是一個有效的指針,在第二種形式中,type必須是一個左值,在第三種形式中,type必須是一個右值。在上面所有形式中,e的類型必須符合以下三個條件中的任何一個:e的類型是是目標類型type的公有派生類、e的類型是目標type的共有基類或者e的類型就是目標type的的類型。如果一條dynamic_cast語句的轉換目標是指針類型并且失敗了,則結果為0。如果轉換目標是引用類型并且失敗了,則dynamic_cast運算符將拋出一個std::bad_cast異常(該異常定義在typeinfo標準庫頭文件中)。e也可以是一個空指針,結果是所需類型的空指針。
dynamic_cast主要用于類層次間的上行轉換和下行轉換,還可以用于類之間的交叉轉換(cross cast)。
在類層次間進行上行轉換時,dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的;
在進行下行轉換時,dynamic_cast具有類型檢查的功能,比static_cast更安全。dynamic_cast是唯一無法由舊式語法執行的動作,也是唯一可能耗費重大運行成本的轉型動作。
三、const_cast:const_cast<new_type> (expression)
const_cast,用于修改類型的const或volatile屬性。
該運算符用來修改類型的const(唯一有此能力的C++-style轉型操作符)或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外, new_type和expression的類型是一樣的。
①常量指針被轉化成非常量的指針,并且仍然指向原來的對象;
②常量引用被轉換成非常量的引用,并且仍然指向原來的對象;
③const_cast一般用于修改底指針。如const char *p形式。
const int g = 20; int *h = const_cast<int*>(&g);//去掉const常量const屬性const int g = 20; int &h = const_cast<int &>(g);//去掉const引用const屬性const char *g = "hello"; char *h = const_cast<char *>(g);//去掉const指針const屬性四、reinterpret_cast:reinterpret_cast<new_type> (expression)
new_type必須是一個指針、引用、算術類型、函數指針或者成員指針。它可以把一個指針轉換成一個整數,也可以把一個整數轉換成一個指針(先把一個指針轉換成一個整數,再把該整數轉換成原類型的指針,還可以得到原先的指針值)。
reinterpret_cast意圖執行低級轉型,實際動作(及結果)可能取決于編輯器,這也就表示它不可移植。
五、注意事項:
1、static_cast和reinterpret_cast的區別主要在于多重繼承,比如:
class A {public:int m_a; };class B {public:int m_b; };class C : public A, public B {};C c; printf("%p, %p, %p", &c, reinterpret_cast<B*>(&c), static_cast <B*>(&c));前兩個的輸出值是相同的,最后一個則會在原基礎上偏移4個字節,這是因為static_cast計算了父子類指針轉換的偏移量,并將之轉換到正確的地址(c里面有m_a,m_b,轉換為B*指針后指到m_b處),而reinterpret_cast卻不會做這一層轉換。
因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast。
2.新式轉換較舊式轉換更受歡迎。原因有二,一是新式轉型較易辨別,能簡化“找出類型系統在哪個地方被破壞”的過程;二是各轉型動作的目標愈窄化,編譯器愈能診斷出錯誤的運用。
3.盡量少使用轉型操作,尤其是dynamic_cast,耗時較高,會導致性能的下降,盡量使用其他方法替代。
總結
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