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这篇文章总结的是C++中的类型转换,这些小的知识点,有的时候,自己不是很注意,但是在实际开发中确实经常使用的。俗话说的好,不懂自己写的代码的程序员,不是好的程序员;如果一个程序员对于自己写的代码都不懂,只是知道一昧的的去使用,终有一天,你会迷失你自己的。
C++中的类型转换分为两种:
而对于隐式变换,就是标准的转换,在很多时候,不经意间就发生了,比如int类型和float类型相加时,int类型就会被隐式的转换位float类型,然后再进行相加运算。而关于隐式转换不是今天总结的重点,重点是显式转换。在标准C++中有四个类型转换符:static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast;下面将对它们一一的进行总结。
static_cast的转换格式:static_cast <type-id> (expression)
将expression转换为type-id类型,主要用于非多态类型之间的转换,不提供运行时的检查来确保转换的安全性。主要在以下几种场合中使用:
注:static_cast不能转换掉expression的const、volatile和__unaligned属性。
dynamic_cast的转换格式:dynamic_cast <type-id> (expression)
将expression转换为type-id类型,type-id必须是类的指针、类的引用或者是void *;如果type-id是指针类型,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。在多态类型之间的转换主要使用dynamic_cast,因为类型提供了运行时信息。下面我将分别在以下的几种场合下进行dynamic_cast的使用总结:
#includeusing namespace std;class A{ // ......};class B : public A{ // ......};int main(){ B *pB = new B; A *pA = dynamic_cast (pB); // Safe and will succeed}
class A{ // ......};class B : public A{ // ......};class C : public B{ // ......};int main(){ C *pC = new C; B *pB = dynamic_cast(pC); // OK A *pA = dynamic_cast(pC); // OK}
而上述的转换,static_cast和dynamic_cast具有同样的效果。而这种上行转换,也被称为隐式转换;比如我们在定义变量时经常这么写:B *pB = new C;这和上面是一个道理的,只是多加了一个dynamic_cast转换符而已。
class A{ public: virtual void f(){} // ......};class B{ public: virtual void f(){} // ......};int main(){ A *pA = new A; B *pB = new B; void *pV = dynamic_cast(pA); // pV points to an object of A pV = dynamic_cast (pB); // pV points to an object of B}
但是,在类A和类B中必须包含虚函数,为什么呢?因为类中存在虚函数,就说明它有想让基类指针或引用指向派生类对象的情况,此时转换才有意义;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中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表。
class B{ virtual void f(){};};class D : public B{ virtual void f(){};};void main(){ B* pb = new D; // unclear but ok B* pb2 = new B; D* pd = dynamic_cast(pb); // ok: pb actually points to a D D* pd2 = dynamic_cast (pb2); // pb2 points to a B not a D, now pd2 is NULL}
这个就是下行转换,从基类指针转换到派生类指针。
对于一些复杂的继承关系来说,使用dynamic_cast进行转换是存在一些陷阱的;比如,有如下的一个结构: D类型可以安全的转换成B和C类型,但是D类型要是直接转换成A类型呢?class A{ virtual void Func() = 0;};class B : public A{ void Func(){};};class C : public A{ void Func(){};};class D : public B, public C{ void Func(){}};int main(){ D *pD = new D; A *pA = dynamic_cast(pD); // You will get a pA which is NULL}
如果进行上面的直接转,你将会得到一个NULL的pA指针;这是因为,B和C都继承了A,并且都实现了虚函数Func,导致在进行转换时,无法进行抉择应该向哪个A进行转换。正确的做法是:
int main(){ D *pD = new D; B *pB = dynamic_cast(pD); A *pA = dynamic_cast(pB);}
这就是我在实现QueryInterface时,得到IUnknown的指针时,使用的是*ppv = static_cast<IX *>(this);而不是*ppv = static_cast<IUnknown *>(this);
对于多重继承的情况,从派生类往父类的父类进行转时,需要特别注意;比如有下面这种情况:
现在,你拥有一个A类型的指针,它指向E实例,如何获得B类型的指针,指向E实例呢?如果直接进行转的话,就会出现编译器出现分歧,不知道是走E->C->B,还是走E->D->B。对于这种情况,我们就必须先将A类型的指针进行下行转换,获得E类型的指针,然后,在指定一条正确的路线进行上行转换。上面就是对于dynamic_cast转换的一些细节知识点,特别是对于多重继承的情况,在实际项目中,很容易出现问题。
const_cast的转换格式:const_cast <type-id> (expression)
const_cast用来将类型的const、volatile和__unaligned属性移除。常量指针被转换成非常量指针,并且仍然指向原来的对象;常量引用被转换成非常量引用,并且仍然引用原来的对象。看以下的代码例子:
/*** FileName : ConstCastDemo** Author : Jelly Young** Date : 2013/12/27** Description : More information, please go to http://www.jellythink.com*/#includeusing namespace std;class CA{ public: CA():m_iA(10){} int m_iA;};int main(){ const CA *pA = new CA; // pA->m_iA = 100; // Error CA *pB = const_cast (pA); pB->m_iA = 100; // Now the pA and the pB points to the same object cout< m_iA< m_iA< (a); b.m_iA = 200; // Now the a and the b reference to the same object cout< <
注:你不能直接对非指针和非引用的变量使用const_cast操作符去直接移除它的const、volatile和__unaligned属性。
reinterpret_cast的转换格式:reinterpret_cast <type-id> (expression)
允许将任何指针类型转换为其它的指针类型;听起来很强大,但是也很不靠谱。它主要用于将一种数据类型从一种类型转换为另一种类型。它可以将一个指针转换成一个整数,也可以将一个整数转换成一个指针,在实际开发中,先把一个指针转换成一个整数,在把该整数转换成原类型的指针,还可以得到原来的指针值;特别是开辟了系统全局的内存空间,需要在多个应用程序之间使用时,需要彼此共享,传递这个内存空间的指针时,就可以将指针转换成整数值,得到以后,再将整数值转换成指针,进行对应的操作。
这篇博文总结了C++中的类型转换,重点总结了其中的显式转换。对于C++支持的这四种显式转换都进行了详细的描述。如果大家有什么补充的,或者我总结的有误的地方,请大家多多指教。
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