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C++ 型別轉換-Cast

1、reinpreter_cast

此識別符號的意思即為資料的二進位制形式重新解釋,但是不改變其值。

這個操作符能夠在非相關的型別之間轉換。操作結果只是簡單的從一個指標到別的指標的值的二進位制拷貝。在型別之間指向的內容不做任何型別的檢查和轉換。

用法:reinpreter_cast<type-id> (expression)

type-id必須是一個指標、引用、算術型別、函式指標或者成員指標。它可以把一個指標轉換成一個整數,也可以把一個整數轉換成一個指標。

這個操作符能夠在非相關的型別之間轉換。操作結果只是簡單的從一個指標到別的指標的值的二進位制拷貝。在型別之間指向的內容不做任何型別的檢查和轉換。reinpreter_cast是特意用於底層的強制轉型,導致實現依賴(就是說,不可移植)的結果。

該操作符用於將一種型別轉換為另一種不同的型別,比如可以把一個整型轉換為一個指標,或把一個指標轉換為一個整型,因此使用該操作符的危險性較高,一般不應使用該操作符。

2、const_cast

用法:const_cast<type_id> (expression)

用於修改型別的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外,type_id和expression的型別是一樣的,一般用於強制消除物件的常量性。它是唯一能做到這一點的 C++ 風格的強制轉型,而C不提供消除const的機制(已驗證)。

常量指標被轉化成非常量指標,並且仍然指向原來的物件;常量引用被轉換成非常量引用,並且仍然指向原來的物件;常量物件被轉換成非常量物件。

主要是用來去掉const屬性,當然也可以加上const屬性。主要是用前者,後者很少用。

3、static_cast

Static_cast與C語言式的強制轉換實現的功能幾近一樣

允許執行任意的隱式轉換和相反轉換動作。(即使它是不允許隱式的)

應用到類的指標上,意思是說它允許子類型別的指標轉換為父類型別的指標(這是一個有效的隱式轉換),同時,也能夠執行相反動作:轉換父類為它的子類。

用法:static_cast < type-id > ( expression )

該運算子把expression轉換為type-id型別,但沒有執行時型別檢查來保證轉換的安全性。它允許執行任意的隱式轉換和相反轉換動作。主要有如下幾種用法:

1)用於基本資料型別之間的轉換,如把int轉換成char,non-const 物件轉型為 const 物件(這裡相反方向不可以,C++只有const_cast可以)。

2)把空指標轉換成目標型別的指標。(之前的做法是用強制轉換(type-id*))

3)把任何型別的表示式轉換成void型別。

4)應用到類的指標上,它允許子類型別的指標轉換為父類型別的指標(upercasting這是一個有效的隱式轉換);也能夠執行相反動作,即轉換父類為它的子類(downcasting),這種轉換的安全性需要開發人員來保證(主要是在非上下轉型中)。

注意:

1.static_cast不能轉換掉expression的const、volitale、或者__unaligned屬性。

2.在非基本型別或上下轉型中,被轉換的父類需要檢查是否與目的型別相一致,否則,如果在兩個完全不相干的類之間進行轉換,將會導致編譯出錯。

轉換的時候不會檢查型別來保證轉換的安全性。

4、  dynamic_cast

只用於物件的指標和引用。當用於多型型別時,它允許任意的隱式型別轉換以及相反過程。不過,與static_cast不同,在後一種情況裡(注:即隱式轉換的相反過程),dynamic_cast會檢查操作是否有效。也就是說,它會檢查轉換是否會返回一個被請求的有效的完整物件。

檢測在執行時進行。如果被轉換的指標不是一個被請求的有效完整的物件指標,返回值為NULL.

主要用於執行“安全的向下轉型”,也就是說,要確定一個物件是否是一個繼承體系中的一個特定型別。它是唯一不能用舊風格語法執行的強制轉型,也是唯一可能有重大執行時代價的強制轉型。

當用於多型型別時(包含虛擬函式),它允許任意的隱式型別轉換以及相反過程。不過,與static_cast不同,在後一種情況裡(即隱式轉換的相反過程),dynamic_cast根據RTTI資訊檢查操作是否有效。即在轉換時dynamic_cast會檢查轉換是否能返回一個被請求的有效的完整物件。這種檢查不是語法上的,而是真實情況的檢查。檢測在執行時進行,如果被轉換的指標不是一個被請求的有效完整的物件指標,返回值為NULL。

先看RTTI相關部分,通常,許多編譯器都是通過vtable找到物件的RTTI資訊的,這也就意味著,如果基類沒有虛擬函式,也就無法判斷一個基類指標變數所指物件的真實型別, 這時候dynamic_cast只能用來做安全的轉換(upercasting),如從派生類指標轉換成基類指標,而這種轉換其實並不需要dynamic_cast參與。

dynamic_cast轉換操作符在執行型別轉換時首先將檢查能否成功轉換,如果能成功轉換則轉換之,如果轉換失敗,如果是指標則反回一個0值,如果是轉換的是引用,則丟擲一個bad_cast異常,所以在使用dynamic_cast轉換之間最好使用if語句對其轉換成功與否進行測試。

總結:

static_cast在更寬上範圍內可以完成對映,這種不加限制的對映伴隨著不安全性。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(基類需要包含虛擬函式),dynamic_cast具有型別檢查的功能,犧牲了效率,但比static_cast安全。