C++笔记(7)dynamic_cast,const_cast,static_cast,reinterpret_cast

时间:2022-09-11 12:11:28
dynamic_cast:   通常在基类和派生类之间转换时使用,run-time   cast  
   
  const_cast:   主要针对const和volatile的转换.  
   
  static_cast:   一般的转换,no   run-time   check.通常,如果你不知道该用哪个,就用这个。  
   
  reinterpret_cast:   用于进行没有任何关联之间的转换,比如一个字符指针转换为一个整形数。


http://blog.csdn.net/goodluckyxl/archive/2005/01/19/259851.aspx

强制转化四种类型可能很多人都常常忽略就象我一样,但是有时还是比较有用的。不了解的建议看看,一些机制我也不是十分了解,只是将一些用法写出来让大家看看。
                                                            2004-11-27 9:00

强制转化无论从语法还是语意上看,都是c++中最难看的特征之一。但是基于c风格的转化的语义的不明确性及其一些潜在问题。强制类型转化最终还是被c++接受了。
1.static_cast运算符号
static_cast<T>(e),stroustrup让我们可以把它看成隐含转换的显示的逆运算。这个是有一定道理的,基于隐式转化的对象类型我们可以使用static_cast转化运算符号。它是静态的检测,无法运行时检测类型,在继承中尤为突出。
使用范围
<1>用于所有系统类型之间转化,不能用于系统类型指针类型转化
  double t_d = 0;
int t_i= static_cast<int>(t_d); //是合法的转化
而企图将double*->int*是不允许的
<2>用于继承类之间的转化(含指针),不能用于其他没有隐式转化的对象类型之间的转化
继承举例:
class x
{
};
class y: public x
{
};
使用:x t_o_x;
y t_o_y = static_cast<y>(t_o_x); //x* y*转化也可以进行因为x,y继承关
//系,类型可以自动隐式转化使用
   隐式转化举例:
class x
{
};
class y
{

public:
    y( x i_x ) {}
};
    x t_o_x;
     y t_o_y = static_cast<y>(t_o_x); //大家看到y构造函数可以对于x类型隐式转化
//所以可以将x->y,如果企图将y->x会报错
2.reinterpret_cast 运算
主 要用于对于类型指针类型的强制转化,some_type* -> special_type*这样转化,类型信息可以是不完全的。它允许将任意指针转化到其他类型指针,也允许任意整数类型到任意指针类型转化(BT)。这 样导致的结果是极其不安全的,不能安全的应用于其他目的,除非转化到原来类型。
<1> 使用所有整形可以转化为任意类型的指针(指针是4字节的long的东东,那么机器就认为同类型就是可以转化)
int c;
x* p = reinterpret_cast<x*>(c); //x是自定义的任意类型,当然包括系统类型
<2> 可以对于任意类型指针之间转化
y* c;
x* p = reinterpret_cast<x*>(c);//x,y代表所有自定义或系统类型
大家可以看到reinterpret_cast的转化是极度的不负责任的,他只管转化不检测是否可以转化。
<3> const_cast运算符号
这个很简单从名字大家可以看出来,仅仅为了去掉或着加上const修饰符号。但是对于本身定义时为const的类型,即使你去掉const性,在你操作这片内容时候也要小心,只能r不能w操作,否则还是会出错。
const char* p = "123";
char* c = const_cast<char*>(p);
c[0] = 1;  //表面上通过编译去掉了const性,但是操作其地址时系统依然不允许这
//么做。这是一个漏洞吧
<4> dynamic_cast运算符号
Scott Mayers将其描述为用来执行继承体系中:安全的向下转型或者跨系转型动作。也就是说你可以,用dynamic_cast将 指向base class的指针或引用转型为 指向子类的对象的指针或引用。
class B {};  //polymorphic类型含virtual才能dynamic_cast
class D: public B {}
void f( B* pb )
{
    D* pd1 = dynamic_cast<D*>(pb);//如果pb为d类型正确返回,如果不是返回0
    D* pd2 = static_cast<D*>(pb); //不管怎么样都返回指针有可能指向不合适的对
//象,因为static仅仅静态检测,不能得到运
//行时对象的信息是否真正为D类型
}

反正大家在使用知道怎么用就ok了,c++强制转化在模板中还是非常有用的,其他时候本人也喜欢用c的转化方便。^_^     

http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1651

static_cast<>揭密


作者:Sam NG

译者:小刀人


原文链接:What static_cast<> is actually doing

本文讨论static_cast<> 和 reinterpret_cast<>。

介绍
大多程序员在学C++前都学过C,并且习惯于C风格(类型)转换。当写C++(程序)时,有时候我们在使用static_cast<>和 reinterpret_cast<>时可能会有点模糊。在本文中,我将说明static_cast<>实际上做了什么,并且指 出一些将会导致错误的情况。

泛型(Generic Types)

        float f = 12.3;

float* pf = &f;

// static cast<>

// 成功编译, n = 12

int n = static_cast<int>(f);

// 错误,指向的类型是无关的(译注:即指针变量pf是float类型,现在要被转换为int类型)
//int* pn = static_cast<int*>(pf);

//成功编译

void* pv = static_cast<void*>(pf);

//成功编译, 但是 *pn2是无意义的内存(rubbish)

int* pn2 = static_cast<int*>(pv);


// reinterpret_cast<>

//错误,编译器知道你应该调用static_cast<>

//int i = reinterpret_cast<int>(f);

//成功编译, 但是 *pn 实际上是无意义的内存,和 *pn2一样

int* pi = reinterpret_cast<int*>(pf);

简而言之,static_cast<> 将尝试转换,举例来说,如float-到-integer,而reinterpret_cast<>简单改变编译器的意图重新考虑那个对象作为另一类型。

指针类型(Pointer Types)

指针转换有点复杂,我们将在本文的剩余部分使用下面的类:
class CBaseX

{

public:

int x;

CBaseX() { x = 10; }

void foo() { printf("CBaseX::foo() x=%d\n", x); }

};

class CBaseY

{

public:

int y;

int* py;

CBaseY() { y = 20; py = &y; }

void bar() { printf("CBaseY::bar() y=%d, *py=%d\n", y, *py);
}

};


class CDerived : public CBaseX, public CBaseY

{

public:

int z;

};

情况1:两个无关的类之间的转换

      // Convert between CBaseX* and CBaseY*

// CBaseX* 和 CBaseY*之间的转换

CBaseX* pX = new CBaseX();

// Error, types pointed to are unrelated

// 错误, 类型指向是无关的

// CBaseY* pY1 = static_cast<CBaseY*>(pX);

// Compile OK, but pY2 is not CBaseX

// 成功编译, 但是 pY2 不是CBaseX

CBaseY* pY2 = reinterpret_cast<CBaseY*>(pX);

// System crash!!

// 系统崩溃!!

// pY2->bar();
正如我们在泛型例子中所认识到的,如果你尝试转换一个对象到另一个无关的类static_cast<>将失败,而reinterpret_cast<>就总是成功“欺骗”编译器:那个对象就是那个无关类。

情况2:转换到相关的类
      1. CDerived* pD = new CDerived();

2. printf("CDerived* pD = %x\n", (int)pD);

3.

4. // static_cast<> CDerived* -> CBaseY* -> CDerived*

//成功编译,隐式static_cast<>转换

5. CBaseY* pY1 = pD;

6. printf("CBaseY* pY1 = %x\n", (int)pY1);

// 成功编译, 现在 pD1 = pD

7. CDerived* pD1 = static_cast<CDerived*>(pY1);

8. printf("CDerived* pD1 = %x\n", (int)pD1);

9.

10. // reinterpret_cast

// 成功编译, 但是 pY2 不是 CBaseY*

11. CBaseY* pY2 = reinterpret_cast<CBaseY*>(pD);

12. printf("CBaseY* pY2 = %x\n", (int)pY2);

13.

14. // 无关的 static_cast<>

15. CBaseY* pY3 = new CBaseY();

16. printf("CBaseY* pY3 = %x\n", (int)pY3);

// 成功编译,尽管 pY3 只是一个 "新 CBaseY()"

17. CDerived* pD3 = static_cast<CDerived*>(pY3);

18. printf("CDerived* pD3 = %x\n", (int)pD3);
      ---------------------- 输出 ---------------------------

CDerived* pD = 392fb8

CBaseY* pY1 = 392fbc

CDerived* pD1 = 392fb8

CBaseY* pY2 = 392fb8

CBaseY* pY3 = 390ff0

CDerived* pD3 = 390fec


注意:在将CDerived*用隐式 static_cast<>转换到CBaseY*(第5行)时,结果是(指向)CDerived*(的指针向后) 偏移了4(个字节)(译注:4为int类型在内存中所占字节数)。为了知道static_cast<> 实际如何,我们不得不要来看一下CDerived的内存布局。

CDerived的内存布局(Memory Layout)

C++笔记(7)dynamic_cast,const_cast,static_cast,reinterpret_cast

如图所示,CDerived的内存布局包括两个对象,CBaseX 和 CBaseY,编译器也知道这一点。因此,当你将CDerived* 转换到 CBaseY*时,它给指针添加4个字节,同时当你将CBaseY*转换到CDerived*时,它给指针减去4。然而,甚至它即便不是一个CDerived你也可以这样做。
当然,这个问题只在如果你做了多继承时发生。在你将CDerived转换 到 CBaseX时static_cast<> 和 reinterpret_cast<>是没有区别的。

情况3:void*之间的向前和向后转换

因为任何指针可以被转换到void*,而void*可以被向后转换到任何指针(对于static_cast<> 和 reinterpret_cast<>转换都可以这样做),如果没有小心处理的话错误可能发生。

    CDerived* pD = new CDerived();

printf("CDerived* pD = %x\n", (int)pD);

CBaseY* pY = pD; // 成功编译, pY = pD + 4

printf("CBaseY* pY = %x\n", (int)pY);


void* pV1 = pY; //成功编译, pV1 = pY

printf("void* pV1 = %x\n", (int)pV1);


// pD2 = pY, 但是我们预期 pD2 = pY - 4

CDerived* pD2 = static_cast<CDerived*>(pV1);

printf("CDerived* pD2 = %x\n", (int)pD2);

// 系统崩溃

// pD2->bar();

        ---------------------- 输出 ---------------------------

CDerived* pD = 392fb8

CBaseY* pY = 392fbc

void* pV1 = 392fbc

CDerived* pD2 = 392fbc

一旦我们已经转换指针为void*,我们就不能轻易将其转换回原类。在上面的例子中,从一个void* 返回CDerived*的唯一方法是将其转换为CBaseY*然后再转换为CDerived*。
但是如果我们不能确定它是CBaseY* 还是 CDerived*,这时我们不得不用dynamic_cast<> 或typeid[2]。

注释:
1. dynamic_cast<>,从另一方面来说,可以防止一个泛型CBaseY* 被转换到CDerived*。
2. dynamic_cast<>需要类成为多态,即包括“虚”函数,并因此而不能成为void*。
参考:
1. [MSDN] C++ Language Reference -- Casting
2. Nishant Sivakumar, Casting Basics - Use C++ casts in your VC++.NET programs
3. Juan Soulie, C++ Language Tutorial: Type Casting
推荐链接:如何在运行时确定对象类型(RTTI)