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C++转型(一)
2012-06-10 22:51:56 】 浏览:2501
Tags:转型
关于强制类型转换的问题,很多书都讨论过,写的最详细的是C++(www.cppentry.com) 之父的《C++(www.cppentry.com)的设计和演化》。最好的解决方法就是不要使用C风格的强制类型转换,而是使用标准C++(www.cppentry.com)的类型转换符:static_cast, dynamic_cast.标准C++(www.cppentry.com)中有四个类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和 const_cast.下面对它们一一进行介绍。
    
    I. static_cast
    
    用法:static_cast < type-id > ( expression )
    
    该运算符把expression转换为type-id类型,但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法:
    
    ①用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。
    
    进行向上转型(把子类的指针或引用转换成基类表示)是安全的;
    
    进行向下转型(把基类指针或引用转换成子类表示)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。(#add,因此类层次的转换不用static_cast,而用dynamic_cast
    
    ②用于基本数据类型之间的转换。如把int转换成char,把int转换成enum.这种转换的安全性也要开发人员来保证。
    
    ③把空指针转换成目标类型的空指针。
    
    ④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。
    
    II. dynamic_cast
    
    主要用于执行"安全的向下转型(safe down casting)",也就是说,要确定一个对象是否是一个继承体系中的一个特定类型。
    
    用法:dynamic_cast < type-id > ( expression )
    
    该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *;如果type-id是类指针类型,那么expression也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression也必须是一个引用。
    
    dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。
    
    在类层次间进行上行转换时,dynamic_cast和static_cast的效果是一样的;在进行下行转换时,dynamic_cast具有类型检查的功能,比static_cast更安全。
    
    class B
    
    {
    
    public:
    
    int m_iNum;
    
    virtual void foo();
    
    };
    
    class D:public B
    
    {
    
    public:
    
    char *m_szName[100];
    
    };
    
    void func(B *pb)
    
    {
    
    D *pd1 = static_cast<D *>(pb);
    
    D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb);
    
    }
    
    在上面的代码段中,如果pb指向一个D类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的;但是,如果pb指向的是一个 B类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行D类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),而pd2将是一个空指针。另外要注意:B要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的虚函数表(关于虚函数表的概念,详细可见<Inside c++ object model>)中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。
    
    另外,dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示。
    
    class A
    
    {
    
    public:
    
    int m_iNum;
    
    virtual void f(){}
    
    };
    
    class B:public A
    
    {
    
    };
    
    class D:public A
    
    {
    
    };
    
    void foo(){
    
    B *pb = new B;
    
    pb->m_iNum = 100;
    
    D *pd1 = static_cast<D *>(pb); //copile error
    
    D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); //pd2 is NULL
    
    delete pb;
    
    }
    
    在函数foo中,使用static_cast进行转换是不被允许的,将在编译时出错;而使用 dynamic_cast的转换则是允许的,结果是空指针。
    
    向上转换,比较安全,不再举例。
    
    向void*转换
    
    如果 type-id 是一个 void* ,运行时检查将决定表达式的实际类型。结果是一个到 expression 指向的完整对象。例如:
    
    class A { … };
    
    class B { … };
    
    void f()
    
    {
    
    A* pa = new A;
    
    B* pb = new B;
    
    void* pv = dynamic_cast< void* >(pa);
    
    // pv指向一个 A 类型的对象
    
    …
    
    pv = dynamic_cast<void*>(pb);
    
    // pv 指向一个 B 类型的对象
    
    }
    
    向下转换
    
    如果 type-id 不是 void* ,运行时检查指向 expression 的对象能否转换为指向 type-id 类型的对象。
    
    如果 expression 类型是 type-id 的基类,运行时检查是否expression 实际是一个指向 type-id 类型的完整对象,如果是,结果返回指向 type-id 类型的完整对象,否则返回 NULL .例如:
    
    class B { … };
    
    class D : public B { … };
    
    void f()
    
    {
    
    B* pb = new D;                // unclear but ok
    
    B* pb2 = new B;
    
    // 判断一个基类指针指向的对象是否是一个指定子类型
    
    D* pd = dynamic_cast< D* >(pb);     // ok: pb实际指向 D, 返回D*
    
    D* pd2 = dynamic_cast< D* >(pb2); // pb2实际指向 B 而不是 D,转换失败, pd2 是 NULL
    
    …
    
    }
    
    在多重继承的情况,可能导致二义性。  
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