【C++】 11_新型的类型转换

强制类型转换

• C 方式的强制类型转换

  • ( Type )( Expression )
  • Type( Expression )

编程实验： 粗暴的类型转换

#include <stdio.h>

typedef void (PF)(int);

struct Point
{
    int x;
    int y;
};

int main()
{
    int v = 0x12345;
    PF* pf = (PF*)v;
    char c = char(v);
    Point* p = (Point*)v;
    
    pf(5);
    
    printf("p->x = %d\n", p->x);
    printf("p->y = %d\n", p->y);

    return 0;
}

输出：【无警告，无错误】
段错误

C 方式强制类型转换存在的问题

• 过于粗暴

  * 任意类型之间都可以进行转换，编译器很难准确判断正确性

• 难于定位

  * 在源码中无法快速定位所有使用强制类型转换的语句

问题：
强制类型转换在实际工程中是很完全难避免的！如何进行更加安全可靠的转换呢？

新型类型转换

• C++ 将强制类型转换分为 4 种不同的类型

static_cast	const_cast
dynamic_cast	reinterpret_cast

用法： xxx_cast<Type>(Expression)

static_cast 强制类型转换

• 用于基本类型间的转换
• 不能用于基本类型指针间的转换
• void* 指针转换为其他类型指针

• 添加const 属性 [static_cast<const type&>(obj)]

  • 强制转换的目标类型必须是指针或引用

• 用于有继承关系对象之间的转换和类指针之间的转换

  • 进行上行转换（把派生类的指针或引用转换成基类表示）是安全的
  • 进行下行转换（把基类的指针或引用转换为派生类表示），由于没有动态类型检查，所以是不安全的

const_cast 强制类型转换

• 用于去除变量的只读属性
• 强制转换的目标类型必须是指针或引用

reinterpret_cast 强制类型转换

• 用于指针类型间的强制类型转换
• 用于整数和指针类型间的强制转换

dynamic_cast 强制类型转换

• 用于有继承关系的类指针间的转换
• 用于有交叉关系的类指针间的转换
• 具有类型检查的功能
• 需要虚函数的支持

示例分析： 新式类型转化初探

#include <stdio.h>

void static_cast_demo()
{
    int i = 0x12345;
    char c = 'c';
    int* pi = &i;
    char* pc = &c;
    
    c = static_cast<char>(i);
    //pc = static_cast<char*>(pi);  // ERROR
}

void const_cast_demo()
{
    const int& j = 1;
    int& k = const_cast<int&>(j);
    
    const int x = 2;
    int& y = const_cast<int&>(x);
    
    //int z = const_cast<int>(x);  // ERROR
    
    k = 5;
    
    printf("k = %d\n", k);
    printf("j = %d\n", j);
    
    y = 8;
    
    printf("x = %d\n", x);
    printf("y = %d\n", y);
    printf("&x = %p\n", &x);
    printf("&y = %p\n", &y);
}

void reinterpret_cast_demo()
{
    int i = 0;
    char c = 'c';
    int* pi = &i;
    char* pc = &c;
    
    pc = reinterpret_cast<char*>(pi);
    pi = reinterpret_cast<int*>(pc);
    pi = reinterpret_cast<int*>(i);
    //c = reinterpret_cast<char>(i);  // ERROR 
}

void dynamic_cast_demo()
{
    int i = 0;
    int* pi = &i;
    //char* pc = dynamic_cast<char*>(pi);  // ERROR
}

int main()
{
    static_cast_demo();
    const_cast_demo();
    reinterpret_cast_demo();
    dynamic_cast_demo();
    
    return 0;
}

输出：
k = 5
j = 5
x = 2
y = 8
&x = 0xbf8be7a0
&y = 0xbf8be7a0

小结

• C 方式的强制类型转换

  • 过于粗暴
  • 潜在问题不易被发现
  • 不易在代码中定位

• 新型类型转换以 C++ 关键字的方式出现

  • 编译器能够帮助检查潜在问题
  • 非常方便的在代码中定位
  • 支持动态类型识别（dynamic_cast）

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！