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C++中的四种转型操作符

时间:2014-08-11 00:20:31      阅读:256      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:c++   转型   编译器      exception   

在详细介绍C++中的四种转型操作符之前,我们先来说说旧式转型的缺点:

①它几乎允许将任何类型转换为任何其他类型,这是十分拙劣的。如果每次转型都能够更精确地指明意图,则更好。

②旧式转型难以辨识。旧式转型的语法结构是由一对小括号加上一个对象名称组成,而小括号和对象名称在C++的任何地方都有可能被使用。

为解决C旧式转型的缺点,C++导入了4个新的转型操作符:static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast。下面我来一一分析这四种转型操作符。

1)static_cast

static_cast基本上拥有与C旧式转型相同的威力与意义,以及相同的限制。例如,不能够利用static_cast将一个struct转型为int,或将一个double转型为pointer;这些都是C旧式转型动作原本就不可以完成的任务。static_cast甚至不能够移除表达式的常量性。

int a,b;

...

double c = static_cast<double>(a)/b;

2)const_cast

const_cast用来改变表达式中的常量性(constness)或变易性(volatileness)。使用const_cast,便是对人类(以及编译器)强调,通过这个转型操作符,我们唯一想改变的是某物的常量性或变易性。如果将const_cast应用于上述以为的用途,那么转型动作会被拒绝。下面看一个例子:

class Widget{...};

class SpecialWidget:public Widget {...};

void update(SpecialWidget* psw);

SpecialWidget sw;//sw是个non-const对象

const SpecialWidget& csw = sw;//csw却是一个代表sw的reference,并视之为一个const对象

update(&csw);//错误!不能讲const SpecialWidget*传给一个需要SpecialWidget*的函数

update(const_cast<SpecialWidget*>(&csw));//可!&csw的常量性被去除了。也因此,csw(亦即sw)在此函数中可被更改。

update((SpecialWidget*)&csw);//情况同上,但使用的是较难辨识的c旧式转型语法

Widget* pw = new SpecialWidget;

update(pw);//错误!pw的类型是Widget*,但update()需要的却是SpecialWidget*。

update(const_cast<SpecialWidgt*>(pw));//错误!const_cast只能用来影响常量性或变易性,无法进行继承体系的向下转型动作。

3)dynamic_cast

①dynamic_cast用来执行继承体系中”安全地向下转型或跨系转型动作“。也就是说你可以利用dynamic_cast,将”指向base class objects的pointers或references“转型为”指向derived(或sibling base)class objects的pointers或references“,并得知转型是否成功。如果转型失败,会以一个null指针(当转型对象是指针)或一个exception(当转型对象是reference)表现出来:

Widget* pw;

...

update(dynamic_cast<SpecialWidget*>(pw));//很好,传给update()一个指针,指向pw所指的SpecialWidget----如果pw真的指向这样的东西;否则传过去的将是一个null指针

void updateViaRef(SpecialWidget& rsw);

updateViaRef(dynamic_cast<SpecialWidget&>(*pw));//很好,传给updateViaRef()的是pw所指的SpecialWidget----如果pw真的指向这样的东西;否则抛出一个exception

dynamic_cast只能用来助你巡航于继承体系之下。它无法应用在缺乏虚函数的类型身上,也不能改变类型的常量性。

②dynamic_cast的第二个用途是找出被某对象占用的内存的起始点。例如:

class HeapTracked

{

public:

     bool isOnheap() const;

private:

     typedef const void* RawAddress;

     static list<RawAddress> addresses;

};

bool HeapTracked::isOnheap() const

{

    const void* rawAddress = dynamic_cast<const void*>(this);//取得一个指针,指向*this所占内存的起始处

    list<RawAddress>::iterator it = find(addresses.begin(),addresses.end(),rawAddress);

    return it != addresses.end();

}

凡涉及”多重继承或虚拟基类“的对象,会拥有多个地址,只要简单地将指针”动态转型“为void*(或const void*或volatile void*或const volatile void*),便会获得一个指针,指向”原指针所指对象“的内存起始处。不过,dynamic_cast只适用于那种”所指对象至少有一个虚函数“的指针身上。

4)reinterpret_cast

这个操作符的转换结果几乎总是与编译平台息息相关。所以reinterpret_cast不具移植性。

reinterpret_cast的最常用用途是转换”函数指针“类型。假设有一个数组,存储的都是函数指针,有特定的类型:

typedef void (*FuncPtr)();//FuncPtr是个指针,指向某个函数。

FuncPtr funcPtrArray[10];//funcPtrArray是个数组,内有10个FuncPtrs。

假设由于某种原因,你希望将以下函数的一个指针放进funcPtrArray中:

int doSomething();

如果没有转型,不可能办到这一点,因为doSomething的类型与funcPtrArray所能接受的不同。funcPtrArray内各函数指针所指函数的返回值是void,但doSomething的返回值却是int:

funPtrArray[0] = &doSomething;//错误!类型不对

使用reinterpret_cast,可以强迫编译器了解你的意图。

funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);

函数指针的转型动作并不具有移植性(C++不保证所有的函数指针都能以此方式重新呈现),某些情况下这样的转型可能会导致不正确的结果,所以应该尽量避免将函数指针转型。

如果编译器尚未支持这些新式转型动作,也可以使用传统转型方式取代static_cast、const_cast和reinterpret_cast。甚至可以利用宏来仿真这些新语法。

#define static_cast(TYPE,EXPR) ((TYPE)(EXPR))

#define const_cast(TYPE,EXPR) ((TYPE)(EXPR))

#define reinterpret_cast(TYPE,EXPR) ((TYPE)(EXPR))

至于dynamic_cast,也可回头使用旧式的C型语法,或者定义一个宏,但是它们不可能告诉你转型是否成功。

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C++中的四种转型操作符

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原文地址:http://blog.csdn.net/fayery/article/details/38468277

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