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总结const_cast、static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast

来源:清泛编译     2016-11-23 11:31:49    人气:     我有话说( 0 人参与)

简单总结:1)const_cast:移除const属性。2)static_cast:强转,与C类型转换类似,不检查类型来保证转换安全。也可用于指针的父类到子类的...

简单总结:
1) const_cast:移除const属性。
2) static_cast:强转,与C类型转换类似,不检查类型来保证转换安全。也可用于父子类指针的向上转换。
3) dynamic_cast:基类、派生类直接的转换,检查类型安全,向下转换时失败(为NULL),static_cast不会。
4) reinterpret_cast:任意转换,指针与其他类型间不安全的相互转换,仅在对所做一切了然于心时使用。

 


以下内容来自CSDN博客:http://blog.csdn.net/zjl_1026_2001/archive/2008/04/03/2246510.aspx

static_cast和reinterpret_cast揭秘

本文讨论static_cast<> 和 reinterpret_cast<>。 

 

reinterpret_cast可以转换任意一个32bit整数,包括所有的指针和整数。可以把任何整数转成指针,也可以把任何指针转成整数,以及把指针转化为任意类型的指针,威力最为强大!但不能将非32bit的实例转成指针。总之,只要是32bit的东东,怎么转都行! 

static_cast和dynamic_cast可以执行指针到指针的转换,或实例本身到实例本身的转换,但不能在实例和指针之间转换。static_cast只能提供编译时的类型安全,而dynamic_cast可以提供运行时类型安全。举个例子: 

class a;class b:a;class c。 

上面三个类a是基类,b继承a,c和ab没有关系。 

有一个函数void function(a&a); 

现在有一个对象是b的实例b,一个c的实例c。 

function(static_cast<a&>(b)可以通过而function(static<a&>(c))不能通过编译,因为在编译的时候编译器已经知道c和a的类型不符,因此static_cast可以保证安全。 

下面我们骗一下编译器,先把c转成类型a 

b& ref_b = reinterpret_cast<b&>c; 

然后function(static_cast<a&>(ref_b))就通过了!因为从编译器的角度来看,在编译时并不能知道ref_b实际上是c! 

而function(dynamic_cast<a&>(ref_b))编译时也能过,但在运行时就失败了,因为dynamic_cast在运行时检查了ref_b的实际类型,这样怎么也骗不过去了。 

在应用多态编程时,当我们无法确定传过来的对象的实际类型时使用dynamic_cast,如果能保证对象的实际类型,用static_cast就可以了。至于reinterpret_cast,我很喜欢,很象c语言那样的暴力转换:) 

 

dynamic_cast:动态类型转换 

static_cast:静态类型转换 

reinterpret_cast:重新解释类型转换 

const_cast:常量类型转换 

专业的上面很多了,我说说我自己的理解吧: 

synamic_cast一般用在父类和子类指针或应用的互相转化; 

static_cast一般是普通数据类型(如int m=static_cast<int>(3.14)); 

reinterpret_cast很像c的一般类型转换操作 

const_cast是把cosnt或volatile属性去掉

 

 

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

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

// static_cast<> CDerived* -> CBaseY* -> CDerived*
//成功编译,隐式static_cast<>转换
CBaseY* pY1 = pD;
printf("CBaseY* pY1 = %x/n", (int)pY1);
// 成功编译, 现在 pD1 = pD
CDerived* pD1 = static_cast<CDerived*>(pY1);
printf("CDerived* pD1 = %x/n", (int)pD1);

// reinterpret_cast
成功编译, 但是 pY2 不是 CBaseY*
CBaseY* pY2 = reinterpret_cast<CBaseY*>(pD);
printf("CBaseY* pY2 = %x/n", (int)pY2);

// 无关的 static_cast<>
CBaseY* pY3 = new CBaseY();
printf("CBaseY* pY3 = %x/n", (int)pY3);
// 成功编译,尽管 pY3 只是一个 "新 CBaseY()"
CDerived* pD3 = static_cast<CDerived*>(pY3);
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)



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


const_cast static_cast dynamic_cast reinterpret_cast

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