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C++四种强制类型转换介绍

C++类型转换


C++四种强制类型转换介绍

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接上文：C语言的隐式类型转换和显示类型转换
隐式类型转换是编译器自动隐式进行的，需要在代码中体现，而显示类型转换由程序员明确指定 。
C++支持C风格的强制转换，但是C风格的强制转换可能带来一些隐患，让一些问题难以发现 。
所以C++提供了一组适用于不同场景的强制转换的函数：
  • static_cast
  • dynamic_cast
  • const_cast
  • reinterpret_cast
下面对这四种转换操作的适用场景分别进行说明 。
1、static_cast
static_cast<type>(expression)
该运算符把 expression 转换为 type 类型，主要用于基本数据类型之间的转换，如把 uint 转换为 int，把 int 转换为 double 等 。
uint x = 1;int y = static_cast<int>(x); // 转换正确int x = 1;double y = static_cast<double>(x); // 转换正确需要注意的是：static_cast 没有运行时类型检查来保证转换的安全性，需要程序员来判断转换是否安全 。
int x = -1;uint y = static_cast<uint>(x) // 转换错误double x = 1.23;int y = static_cast<int>(x) // 转换丢失精度static_cast 还可用于类层次结构中，基类和派生类之间指针或引用的转换，但也要注意：
  • static_cast 进行上行转换是安全的，即把派生类的指针转换为基类的；
  • static_cast 进行下行转换是不安全的，即把基类的指针转换为派生类的 。
// 上行转换，派生类→基类Derive* d = new Derive();Base* b = static_cast<Base*>(d);// 下行转换，基类→派生类Base* b = new Base();Derive* d = static_cast<Derive*>(b);这是因为派生类包含基类信息，所以上行转换（只能调用基类的方法和成员变量），一般是安全的；
而基类没有派生类的任何信息，而下行转换后会用到派生类的方法和成员变量，这些基类都没有，很容易“指鹿为马”，或指向不存在的空间 。
2、dynamic_cast
dynamic_cast<type>(expression)
dynamic_cast 主要用于类层次间的上行转换或下行转换 。在进行上行转换时，dynamic_cast 和 static_cast 的效果是一样的，但在下行转换时，dynamic_cast 具有类型检查的功能，比 static_cast 更安全 。
比如下面这段代码：
#include <IOStream>using namespace std;class Base {public:virtual void Say() {cout << "I am Base." << endl;}};class Derive : public Base {public:virtual void Say() {cout << "I am Derive." << endl;}};int main(){// 上行转换Derive* d1 = new Derive();cout << "d1: " << d1 << endl;Base* b1 = dynamic_cast<Base*>(d1);cout << "b1: " << b1 << endl;// 下行转换Base* b2 = new Base();cout << "b2: " << b2 << endl;Derive* d2 = dynamic_cast<Derive*>(b2);cout << "d2: " << d2 << endl;return 0;}运行结果为：
C++四种强制类型转换介绍

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在进行下行转换时，从基类 b2 到 d2 时，d2 会改为空指针（0x0），这正是 dynamic_cast 提升安全的功能 。这个检查主要来自虚函数表 。
【C++四种强制类型转换介绍】在C++面向对象的思想中，虚函数是实现多态的关键机制 。当一个类中有虚函数时，那么编译器就会构建出一个虚函数表来指示这些函数的地址 。当用基类的指针指向派生类的对象，调用方法时就会根据虚函数表找到对应派生类的方法 。
注意：B 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，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 。
 
3、const_cast
const_cast<type>(expression)
该运算符用来修改 expression 的 const 或 volatile 属性 。这里需要注意：expression 和 type 的类型一样的 。
比如下面的代码，指针 px 由于有 const 修饰，无法直接通过其修改 x 的值，但又期望能修改 x 的值时，怎么办呢？这时就需要用到 const_cast 。
int main(){int x = 1;cout << "before: " << x << endl;const int* px = &x;// *px = 2; // 编译错误int* py = const_cast<int*>(px);*py = 2;cout << "px: " << px << endl;cout << "py: " << py << endl;cout << "after : " << x << endl;return 0;}


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