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dynamic_cast,const_cast,static_cast,reinterpret_cast强制类型转换

(2011-10-08 14:24:45)
标签:

杂谈

分类: 科技

强制类型转换运算符

  C++有四种强制类型转换符,分别是dynamic_cast,const_caststatic_castreinterpret_cast。其中dynamic_cast与运行时类型转换密切相关,在这里我们先介绍dynamic_cast,其他三种在后面介绍。

dynamic_cast强制转换运算符

  该转换符用于将一个指向派生类的基类指针或引用转换为派生类的指针或引用,注意dynamic_cast转换符只能用于含有虚函数的类,其表达式为dynamic_cast<类型>(表达式),其中的类型是指把表达式要转换成的目标类型,比如含有虚函数的基类B和从基类B派生出的派生类D,则B *pb; D *pd, md; pb=&md; pd=dynamic<D*>(pb); 最后一条语句表示把指向派生类D的基类指针pb转换为派生类D的指针,然后将这个指针赋给派生类D的指针pd,有人可能会觉得这样做没有意义,既然指针pd要指向派生类为什么不pd=&md;这样做更直接呢?有些时候我们需要强制转换,比如如果指向派生类的基类指针B想访问派生类D中的除虚函数之外的成员时就需要把该指针转换为指向派生类D的指针,以达到访问派生类D中特有的成员的目的,比如派生类D中含有特有的成员函数g(),这时可以这样来访问该成员dynamic_cast<D*>(pb)->g();因为dynamic_cast转换后的结果是一个指向派生类的指针,所以可以这样访问派生类中特有的成员。但是该语句不影响原来的指针的类型,即基类指针pb仍然是指向基类B的。如果单独使用该指针仍然不能访问派生类中特有的成员。一般情况下不推见这样使用dynamic_cast转换符,因为dynamic_cast的转换并不会总是成功的,具体情况在后面介绍。

dynamic_cast的注意事项

  dynamic_cast转换符只能用于指针或者引用。dynamic_cast转换符只能用于含有虚函数的类。dynamic_cast转换操作符在执行类型转换时首先将检查能否成功转换,如果能成功转换则转换之,如果转换失败,如果是指针则反回一个0值,如果是转换的是引用,则抛出一个bad_cast异常,所以在使用dynamic_cast转换之间应使用if语句对其转换成功与否进行测试,比如pd=dynamic_cast<D*>(pb); if(pd){…}else{…},或者这样测试if(dynamic_cast<D*>(pb)){…}else{…}。

const_cast操作符

  其表达式为const_cast<类型>(表达式),其中类型指要把表达式转换为的目标类型。该操作符用于改变const和volatile,const_cast最常用的用途就是删除const属性,如果某个变量在大多数时候是常量,而在某个时候又是需要修改的,这时就可以使用const_cast操作符了。const_cast操作符不能改变类型的其他方面,他只能改变const或volatile,即const_cast不能把int改变为double,但可以把const int改变为int。const_cast只能用于指针或引用。const_cast的用法举例比如:int a=3; const int *b=&a; int* c; c=const_cast<int*>(b); *c=4; cout<<a<<*c;这时输出两个4,如果不使用const_cast转换符则常量指针*c的值是不能改变的,在这里使用const_cast操作符,通过指针b就能改变常量指针和变量a的值。

static_cast操作符

  该操作符用于非多态类型的转换,任何标准转换都可以使用他,即static_cast可以把int转换为double,但不能把两个不相关的类对象进行转换,比如类A不能转换为一个不相关的类B类型。static_cast本质上是传统c语言强制转换的替代品。

reinterpret_cast操作符

  该操作符用于将一种类型转换为另一种不同的类型,比如可以把一个整型转换为一个指针,或把一个指针转换为一个整型,因此使用该操作符的危险性较高,一般不应使用该操作符。

 

下面说一个typeid 与强制类型转换关联的解决方法:

 

  9、使用 typeid 要注意一个问题,那就是某些编译器(如 Visual C++)默认状态是禁用 RTTI 的,目的是消除性能上的开销。如果你的程序确实使用了 RTTI,一定要记住在编译前启用 RTTI。使用 typeid 可能产生一些将来的维护问题。假设你决定扩展上述的类层次,从MediaFile 派生另一个叫 LocalizeMedia 的类,用这个类表示带有不同语言说明文字的媒体文件。但 LocalizeMedia 本质上还是个 MediaFile 类型的文件。因此,当用户在该类文件图标上单击右键时,文件管理器必须提供一个“播放”菜单。可惜 build()成员函数会调用失败,原因是你没有检查这种特定的文件类型。为了解决这个问题,你必须象下面这样对 build() 打补丁

  void menu::build(const File * pfile)   {   //......   else if (typeid(*pfile)==typeid(LocalizedMedia))   {   add_option("play");   }   }   唉,这种做法真是显得太业余了,以后每次添加新的类,毫无疑问都必须打类似的补丁。显然,这不是一个理想的解决方案。这个时候我们就要用到 dynamic_cast,这个运算符用于多态编程中保证在运行时发生正确的转换(即编译器无法验证是否发生正确的转换)。用它来确定某个对象是 MediaFile 对象还是它的派生类对象。dynamic_cast 常用于从多态编程基类指针向派生类指针的向下类型转换。它有两个参数:一个是类型名;另一个是多态对象的指针或引用。其功能是在运行时将对象强制转换为目标类型并返回布尔型结果。也就是说,如果该函数成功地并且是动态的将 *pfile 强制转换为 MediaFile,那么 pfile的动态类型是 MediaFile 或者是它的派生类。否则,pfile 则为其它的类型:   void menu::build(const File * pfile)   {   if (dynamic_cast <MediaFile *> (pfile))   {   // pfile 是 MediaFile 或者是MediaFile的派生类 LocalizedMedia   add_option("play");   }   else if (dynamic_cast <TextFile*> (pfile))   {   // pfile 是 TextFile 是TextFile的派生类   add_option("edit");   }   }   细细想一下,虽然使用 dynamic_cast 确实很好地解决了我们的问题,但也需要我们付出代价,那就是与 typeid 相比,dynamic_cast 不是一个常量时间的操作。为了确定是否能完成强制类型转换,dynamic_cast`必须在运行时进行一些转换细节操作。因此在使用 dynamic_cast 操作时,应该权衡对性能的影响。

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