关于强制类型转换的问题,很多书都讨论过,写的最详细的是C++ 之父的《C++ 的设计和演化》。最好的解决方法就是不要使用C风格的强制类型转换,而是使用标准C++的类型转换符:static_cast,dynamic_cast。标准C++中有四个类型转换符:
static_cast、
dynamic_cast、
reinterpret_cast、和
const_cast。下面对它们一一进行介绍。
static_cast
用法:
static_cast< type-id > ( expression )
说明: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。
来源:为什么需要static_cast强制转换?
情况1:void指针->其他类型指针
情况2:改变通常的标准转换
情况3:避免出现可能多种转换的歧义
它主要有如下几种用法:
- 用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。进行上行转换(把子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子类指针或引用)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。
- 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。
- 把void指针转换成目标类型的指针(不安全!!)
- 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、volitale、或者__unaligned属性。
dynamic_cast
用法:
dynamic_cast< type-id > ( expression )
说明: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。
来源:为什么需要dynamic_cast强制转换?
简单的说,当无法使用virtual函数的时候
典型案例:
Wicrosoft公司提供给我们一个类库,其中提供一个类Employee.以头文件Eemployee.h和类库.lib分发给用户
显然我们并无法得到类的实现的源代码
//
Emplyee.h
class
Employee
{
public
:
virtual
int
salary();
};
class
Manager:
public
Employee
{
class
Programmer:
int
salary();
};
我们公司在开发的时候建立有如下类:
class
MyCompany
{
void
payroll(Employee
*
pe);
};
void
MyCompany::payroll(Employee
*
pe)
{
dosomething
}
但是开发到后期,我们希望能增加一个bonus()的成员函数到W$公司提供的类层次中。
假设我们知道源代码的情况下,很简单,增加虚函数:
int
salary();
int
bonus();
};
Emplyee.cpp
int
Programmer::bonus()
{
}
payroll()通过多态来调用bonus()
dosomething
//pe->bonus();
}
但是现在情况是,我们并不能修改源代码,怎么办?dynamic_cast华丽登场了!
在Employee.h中增加bonus()声明,在另一个地方定义此函数,修改调用函数payroll().重新编译,ok
int
bonus();
直接在这里扩展
somewhere.cpp
define
}
//
};
void
MyCompany::payroll(Employee
*
pe)
{
Programmer
*
pm
=
dynamic_cast
<
Programmer
*>
(pe);
如果pe实际指向一个Programmer对象,dynamic_cast成功,并且开始指向Programmer对象起始处
if
(pm)
{
callProgrammer::bonus()
}
//如果pe不是实际指向Programmer对象,dynamic_cast失败,并且pm=0
else
{
useEmployeememberfunctions
}
}
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
Base
{
int
m_iNum;
void
foo();
};
class
Derived:
public
Base
{
char
*
m_szName[
100
];
};
void
func(Base
*
pb)
{
Derived
*
pd1
=
static_cast
<
Derived
*>
(pb);
Derived
*
pd2
=
dynamic_cast
<
Derived
*>
(pb);
}
在上面的代码段中,
如果pb实际指向一个Derived类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行Derived类型的任何操作都是安全的;
如果pb实际指向的是一个Base类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行Derived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(即0,因为dynamic_cast失败)。
另外要注意:Base要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。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。
void
f(){}
};
class
Derived1:
public
Base
{
};
class
Derived2:
void
foo()
{
derived1
*
pd1
=
new
Drived1;
pd1
->
m_iNum
=
100
;
Derived2
*
pd2
=
static_cast
<
Derived2
*>
(pd1);
compileerror
Derived2
*
pd2
=
dynamic_cast
<
Derived2
*>
(pd1);
pd2isNULL
deletepd1;
}
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
用法:
reinpreter_cast<type-id> (expression)
说明: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。
const_cast
用法:
const_cast<type_id> (expression)
说明: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。
常量指针被转化成非常量指针,并且仍然指向原来的对象;常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象;常量对象被转换成非常量对象。
Voiatile和const类试。举如下一例:
class B{ public: int m_iNum; } void foo(){ const B b1; b1.m_iNum = 100; //comile error B b2 = const_cast<B>(b1); b2. m_iNum = 200; //fine }