• static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast之间的区别


    1、C++中的static_cast执行非多态的转换,用于代替C中通常的转换操作。因此,被做为隐式类型转换使用。比如:
    int i;
    float f = 166.7f;
    i = static_cast<int>(f);
    此时结果,i的值为166。
    2、C++中的reinterpret_cast主要是将数据从一种类型的转换为另一种类型。所谓“通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释”也就是说将数据以二进制存在形式的重新解释。比如:
    int i;
    char *p = "This is a example.";
    i = reinterpret_cast<int>(p);
    此时结果,i与p的值是完全相同的。reinterpret_cast的作用是说将指针p的值以二进制(位模式)的方式被解释为整型,并赋给i,一个明显的现象是在转换前后没有数位损失。

    ======================================================================

    C-style cast举例:

     int i;

     double d;

     i = (int) d;

    上面的代码就是本来为double类型的d,通过(int)d将其转换成整形值,并将该值赋给整形变量i (注意d本身的值并没有发生改变)。这就是典型的c-style类型转换。

    下面是一个简单的程序:

    #include <iostream>

    using namespace std;

    int main(void)

    {

             int i;

             double d = 11.29;

             i = (int)d;

             cout << i << endl;

             cout << d << endl;

             return 0;

    }

    输出结果:

    11

    11.29

    我们发现d值本身并没有发生任何变化。

    在简单的情况下,上面这种类型转换可以很好地工作,但在C++中往往还是不够的,为此ANSI-C++新标准定义的四个转换符,即static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast。同时在C++环境中,原先的C-Style的类型转换仍旧可以使用。

    1)  static_cast

        用法:static_cast <typeid> (expression)

        说明:该运算符把expression转换为typeid类型,但没有运行时类型检查来确保转换的安全性。

        用途:

        a) 用于类层次结构中基类和派生类之间指针或者引用的转换。up-casting (把派生类的指针或引用转换成基类的指针或者引用表示)是

        安全的;down-casting(把基类指针或引用转换成子类的指针或者引用)是不安全的。

        b) 用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char,这种转换的安全性也要由开发人员来保证。

        c) 可以把空指针转换成目标类型的空指针(null pointer)。

        d) 把任何类型的表达式转换成void类型。

        注意: static_cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

    2)  dynamic_cast

        用法:dynamic_cast <typeid> (expression)

        说明:该运算符把expression转换成typeid类型的对象。typeid必须是类的指针、类的引用或者void*。如果typeid是类的指针类型,

            那么expression也必须是指针,如果typeid是一个引用,那么expression也必须是一个引用。一般情况下,dynamic_cast用

            于具有多态性的类(即有虚函数的类)的类型转换。

                   dynamic_cast依赖于RTTI信息,其次,在转换时,dynamic_cast会检查转换的source对象是否真的可以转换成target类型,

           这种检查不是语法上的,而是真实情况的检查。先看RTTI相关部分,通常,许多编译器都是通过vtable找到对象的RTTI信息

           的,这也就意味着,如果基类没有虚方法,也就无法判断一个基类指针变量所指对象的真实类型,这时候,dynamic_cast只能

           用来做安全的转换,例如从派生类指针转换成基类指针。而这种转换其实并不需要dynamic_cast参与。也就是说,dynamic_cast

           是根据RTTI记载的信息来判断类型转换是否合法的。

        用途:主要用于类层次之间的up-casting和down-casting,还可以用于类之间的交叉转换。在进行down-casting时,dynamic_cast

            具有类型检查的功能,比static_cast更安全。检测在运行时进行。如果被转换的指针不是一个被请求的有效完整的对象指针,

            返回值为NULL。当用于多态类型时,它允许任意的隐式类型转换以及相反过程。不过,与static_cast不同,在后一种情况里

            (注:即隐式转 换的相反过程),dynamic_cast会检查操作是否有效。也就是说,它会检查转换是否会返回一个被请求的有

            效的完整对象。

        注意:dynamic_cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

    3)   reinterpret_cast

         用法:reinterpret_cast <typeid>(expression)

         说明:转换一个指针为其他类型的指针,也允许将一个指针转换为整数类型,反之亦然。这个操作符能够在非相关的类型之间进行

            转换。操作结果只是简单的从一个指针到别的指针的值的二进制拷贝,在类型之间指向的内容不做任何类型的检查和转换。这

            是一个强制转换。使用时有很大的风险,慎用之。

         注意:reinterpret _cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

    4)   const_cast

         用法:const_cast<typeid>(expression)

         说明:这个类型操纵传递对象的const属性,或者是设置或者是移除。如:

               Class C{…}

               const C* a = new C;

               C* b = const_cast<C*>(a);

               如果将上面的const_cast转换成其他任何其他的转换,编译都不能通过,出错的信心大致如下:

               “…cannot convert from 'const class C *' to 'class C *'”。

      

         下面的代码是4中casting方法的典型用法示例:

         #include <iostream>

         using namespace std;

     

         class Base

         {

         public:

             int _base;

             virtual void printinfo()

             {

                  cout << _base << endl;

             }

         };

     

         class Derived : public Base

         {

         public:

             int _derived;

             virtual void printinfo()

             {

                  cout << _derived << endl;

             }

         };

     

         int main(void)

         {

             Base b1;

             Derived d1;

             int aInt = 10;

             long aLong = 11;

             float aFloat = 11.11f;

             double aDouble = 12.12;

     

             Derived* pd = static_cast<Derived*>(&b1);                           // down-casting          不安全

             Base* pb = static_cast<Base*>(&d1);                                   // up-casting                安全

             Derived& d = static_cast<Derived&>(b1);                             // down-casting          不安全

             Base& b = static_cast<Base&>(d1);                                      // up-casting                安全

     

             aInt = static_cast<int>(aFloat);                                                // 基本数据类型转换

             void* sth = static_cast<void*>(&aDouble);                            // 将double指针类型转换成void指针类型

             double* bDouble = static_cast<double*>(sth);                    // 将void指针类型转换成double指针类型

             cout << *bDouble << endl;

     

             Base* pb1 = dynamic_cast<Base*>(&d1);

             //Derived* pd1 = dynamic_cast<Derived*>(&b1);                 // 编译时有warning,运行时出错

     

             int bInt = reinterpret_cast<int>(pb1);                                       // 将地址或指针转换成整数

             cout << bInt << endl;

             pb1 = reinterpret_cast<Base*>(bInt);                                     // 将整数转换成地址或指针

     

             int* cInt = reinterpret_cast<int*>(&aFloat);                             // 这个转换的结果会出乎意料

             cout << (int)*cInt << endl;

     

             const Base* bBase = new Base();

             Base* cBase = const_cast<Base*>(bBase);

             //Base* dBase = dynamic_cast<Base*>(bBase);                // 不能通过编译

             //Base* eBase = static_cast<Base*>(bBase);                     // 不能通过编译

             //Base* fBase = reinterpret_cast<Base*>(bBase);             // 不能通过编译

     

             return 0;

    }

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