C++语言基础(24)-四种类型转换运算符(static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast)
一.static_cast
static_cast 只能用于良性转换,这样的转换风险较低,一般不会发生什么意外,如:
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std; class Complex{
public:
Complex(double real = 0.0, double imag = 0.0): m_real(real), m_imag(imag){ }
public:
operator double() const { return m_real; } //类型转换函数
private:
double m_real;
double m_imag;
}; int main(){
//下面是正确的用法
int m = ;
Complex c(12.5, 23.8);
long n = static_cast<long>(m); //宽转换,没有信息丢失
char ch = static_cast<char>(m); //窄转换,可能会丢失信息
int *p1 = static_cast<int*>( malloc( * sizeof(int)) ); //将void指针转换为具体类型指针
void *p2 = static_cast<void*>(p1); //将具体类型指针,转换为void指针
double real= static_cast<double>(c); //调用类型转换函数 //下面的用法是错误的
float *p3 = static_cast<float*>(p1); //不能在两个具体类型的指针之间进行转换
p3 = static_cast<float*>(0X2DF9); //不能将整数转换为指针类型 return ;
}
二.const_cast
const_cast用来去掉表达式的 const 修饰或 volatile 修饰。换句话说,const_cast 就是用来将 const/volatile 类型转换为非 const/volatile 类型。如:
#include <iostream>
using namespace std; int main(){
const int n = ;
int *p = const_cast<int*>(&n);
*p = ;
cout<<"n = "<<n<<endl;
cout<<"*p = "<<*p<<endl; return ;
}
运行结果:
n = 100
*p = 234
&n
用来获取 n 的地址,它的类型为const int *
,必须使用 const_cast 转换为int *
类型后才能赋值给 p。由于 p 指向了 n,并且 n 占用的是栈内存,有写入权限,所以可以通过 p 修改 n 的值。
至于为什么通过 n 和 *p 输出的值不一样呢?这是因为 C++ 对常量的处理更像是编译时期的#define
,是一个值替换的过程,代码中所有使用 n 的地方在编译期间就被替换成了 100。换句话说,第 8 行代码被修改成了下面的形式:
cout<<"n = "<<<<endl;
这样以来,即使程序在运行期间修改 n 的值,也不会影响 cout 语句了。
三.reinterpret_cast
reinterpret_cast 这种转换仅仅是对二进制位的重新解释,不会借助已有的转换规则对数据进行调整,非常简单粗暴,所以风险很高
#include <iostream>
using namespace std; class A{
public:
A(int a = , int b = ): m_a(a), m_b(b){}
private:
int m_a;
int m_b;
}; int main(){
//将 char* 转换为 float*
char str[]="http://c.biancheng.net";
float *p1 = reinterpret_cast<float*>(str);
cout<<*p1<<endl;
//将 int 转换为 int*
int *p = reinterpret_cast<int*>();
//将 A* 转换为 int*
p = reinterpret_cast<int*>(new A(, ));
cout<<*p<<endl; return ;
}
运行结果:
3.0262e+29
个人感觉这个关键字很危险,所以不推荐使用.
四.dynamic_cast
dynamic_cast 用于在类的继承层次之间进行类型转换,它既允许向上转型(Upcasting),也允许向下转型(Downcasting)。向上转型是无条件的,不会进行任何检测,所以都能成功;向下转型的前提必须是安全的,要借助 RTTI 进行检测,所有只有一部分能成功。
有以下两点需要注意:
1).newType 和 expression 必须同时是指针类型或者引用类型。换句话说,dynamic_cast 只能转换指针类型和引用类型,其它类型(int、double、数组、类、结构体等)都不行。
2).对于指针,如果转换失败将返回 NULL;对于引用,如果转换失败将抛出std::bad_cast
异常。
例:
#include <iostream>
using namespace std; class A{
public:
virtual void func() const { cout<<"Class A"<<endl; }
private:
int m_a;
}; class B: public A{
public:
virtual void func() const { cout<<"Class B"<<endl; }
private:
int m_b;
}; class C: public B{
public:
virtual void func() const { cout<<"Class C"<<endl; }
private:
int m_c;
}; class D: public C{
public:
virtual void func() const { cout<<"Class D"<<endl; }
private:
int m_d;
}; int main(){
A *pa = new A();
B *pb;
C *pc; //情况①
pb = dynamic_cast<B*>(pa); //向下转型失败
if(pb == NULL){
cout<<"Downcasting failed: A* to B*"<<endl;
}else{
cout<<"Downcasting successfully: A* to B*"<<endl;
pb -> func();
}
pc = dynamic_cast<C*>(pa); //向下转型失败
if(pc == NULL){
cout<<"Downcasting failed: A* to C*"<<endl;
}else{
cout<<"Downcasting successfully: A* to C*"<<endl;
pc -> func();
} cout<<"-------------------------"<<endl; //情况②
pa = new D(); //向上转型都是允许的
pb = dynamic_cast<B*>(pa); //向下转型成功
if(pb == NULL){
cout<<"Downcasting failed: A* to B*"<<endl;
}else{
cout<<"Downcasting successfully: A* to B*"<<endl;
pb -> func();
}
pc = dynamic_cast<C*>(pa); //向下转型成功
if(pc == NULL){
cout<<"Downcasting failed: A* to C*"<<endl;
}else{
cout<<"Downcasting successfully: A* to C*"<<endl;
pc -> func();
} return ;
}
运行结果:
Downcasting failed: A* to B*
Downcasting failed: A* to C*
-------------------------
Downcasting successfully: A* to B*
Class D
Downcasting successfully: A* to C*
Class D
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