關(guān)于C++的強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換淺析

前言

一說(shuō)起強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換大家都很熟悉，相信很多學(xué)習(xí)完C++的朋友還在使用C語(yǔ)言的強(qiáng)制類(lèi)型的方式 (類(lèi)型)變量.

C++其實(shí)也具有自己的一套強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換它們分明是：static_cast  reinterpret_cast  const_cast  dynamic_cast四種類(lèi)型.

那么肯定會(huì)有人好奇C++是不是閑，C語(yǔ)言的強(qiáng)制類(lèi)型用的舒舒服服的，為什么要新推出來(lái)這幾個(gè)?

新類(lèi)型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換可以提供更好的控制強(qiáng)制轉(zhuǎn)換過(guò)程，允許控制各種不同種類(lèi)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。C++中風(fēng)格是static_cast<type>。C++風(fēng)格的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換其他的好處是，它們能更清晰的表明它們要干什么。程序員只要掃一眼這樣的代碼，就能立即知道一個(gè)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的目

的。

static_cast                                                                                              

static_cast用于非多態(tài)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換（靜態(tài)轉(zhuǎn)換），任何標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換都可以用它，但它不能用于兩個(gè)不相關(guān)的類(lèi)型進(jìn)行轉(zhuǎn)換.

何為不相關(guān)類(lèi)型? 比如int 和 double char short就是相關(guān)類(lèi)型. 和int*就是不相關(guān)類(lèi)型.

我們來(lái)看一看static_cast的用法.  例如，通過(guò)將一個(gè)運(yùn)算對(duì)象強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成double類(lèi)型就能使表達(dá)式執(zhí)行浮點(diǎn)數(shù)除法：

　　double slope = static_cast<double>(j) / i;

當(dāng)static_cast需要把一個(gè)較大的算術(shù)類(lèi)型賦值給較小的類(lèi)型時(shí)，static_cast非常有用。此時(shí)，強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換告訴程序的讀者和編譯器：我們知道并且不在乎潛在的精度損失。一般來(lái)說(shuō)，如果編譯器發(fā)現(xiàn)一個(gè)的算術(shù)類(lèi)型試圖賦值給較小的類(lèi)型，就會(huì)給出警告信息；但是當(dāng)我們執(zhí)行了顯式的類(lèi)型轉(zhuǎn)換后，警告信息就會(huì)被關(guān)閉了。

reinterpret_cast                                                                                        

reinterpret_cast有著和C風(fēng)格的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換同樣的能力。它可以轉(zhuǎn)化任何內(nèi)置的數(shù)據(jù)類(lèi)型為其他任何的數(shù)據(jù)類(lèi)型，也可以轉(zhuǎn)化任何指針類(lèi)型為其他的類(lèi)型。它甚至可以轉(zhuǎn)化內(nèi)置的數(shù)據(jù)類(lèi)型為指針，無(wú)須考慮類(lèi)型安全或者常量的情形。不到萬(wàn)不得已絕對(duì)用。

因?yàn)閞einterpret_cast是一個(gè)蠻bug的操作,下面我來(lái)演示一下.

typedef void (* FUNC)(); 
int DoSomething (int i) 
{ 
  cout<<"DoSomething" <<endl; 
  return 0; 
} 
void Test () 
{ 
  // reinterpret_cast可以編譯器以FUNC的定義方式去看待 DoSomething函數(shù) 
  // 所以非常的BUG，下面轉(zhuǎn)換函數(shù)指針的代碼是不可移植的，所以不建議這樣用 
  // C++不保證所有的函數(shù)指針都被一樣的使用，所以這樣用有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不確定的結(jié)果 
  FUNC f = reinterpret_cast< FUNC>(DoSomething ); 
  f(); 
} 

當(dāng)你這樣運(yùn)行的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)函數(shù)指針沒(méi)有傳參數(shù)調(diào)用這個(gè)有參數(shù)的函數(shù)居然可以調(diào)用，這就很尷尬了,所以我告訴你不到萬(wàn)不得已就不要使用reinterpret_cast

const_cast

對(duì)于將常量對(duì)象轉(zhuǎn)化為非常量對(duì)象的行為，我們一般稱(chēng)之為“去掉const性質(zhì)”。一旦我們?nèi)サ袅四硞€(gè)對(duì)象的const性質(zhì)，編譯器就不再阻止我們對(duì)該對(duì)象進(jìn)行寫(xiě)操作了。如果對(duì)象本身不是一個(gè)常量，使用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換獲得寫(xiě)權(quán)限是合法的行為。然而如果對(duì)象是一個(gè)常量，再使用const_cast執(zhí)行寫(xiě)操作就會(huì)產(chǎn)生未定義的后果。

舉個(gè)例子:

#include<iostream> 
#include<Windows.h> 
#include<assert.h> 
 
using namespace std; 
 
int main() 
{ 
 const int a = 2; 
 int *p = const_cast<int*>(&a); 
 *p = 3; 
 cout << a << endl; 
 system("pause"); 
 return 0; 
} 

我們有理由的認(rèn)為在內(nèi)存當(dāng)中a的值被修改為3，但是結(jié)果呢？ 我們來(lái)看一看

這不科學(xué)??？？ 我們?cè)俅蜷_(kāi)監(jiān)視窗口看一下a的值.

我們都知道監(jiān)視窗口看到的都是從內(nèi)存當(dāng)中拿到的，但是為什么內(nèi)存當(dāng)中為3，打印出來(lái)就是2呢？ 我來(lái)解釋一下.

C++編譯器具有優(yōu)化功能，當(dāng)你定一個(gè)const的常量的時(shí)候，系統(tǒng)覺(jué)得它不會(huì)被改變了，于是做一個(gè)優(yōu)化把該常量存到寄存器當(dāng)中，下次訪問(wèn)的過(guò)程更快速一點(diǎn). 所以當(dāng)顯示窗口讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，他會(huì)直接去寄存器當(dāng)中讀取數(shù)據(jù).而不是去內(nèi)存，所以導(dǎo)致我們明明該掉了a的值，卻打印不出來(lái)，但是如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？？

c++有一個(gè)關(guān)鍵字: volatile 該關(guān)鍵字的作用防止編譯器優(yōu)化，這個(gè)時(shí)候要輸出a就會(huì)老老實(shí)實(shí)的回內(nèi)存去查看.

#include<iostream> 
#include<Windows.h> 
#include<assert.h> 
 
using namespace std; 
 
int main() 
{ 
 volatile const int a = 2; 
 int *p = const_cast<int*>(&a); 
 *p = 3; 
 cout << a << endl; 
 system("pause"); 
 return 0; 
} 

dynamic_cast                                                                                           

前三種的強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換，他們能做到的C語(yǔ)言的強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換也大多能做到，最后一種C語(yǔ)言的強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換就沒(méi)有辦法了.

在類(lèi)的轉(zhuǎn)換時(shí)，在類(lèi)層次間進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的。在進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast具有類(lèi)型檢查的功能，比static_cast更安全。當(dāng)用于多態(tài)類(lèi)型時(shí)，它允許任意的隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換以及相反過(guò)程. 不過(guò)，與static_cast不同，在后一種情況里（注：即隱式轉(zhuǎn)換的相反過(guò)程）,dynamic_cast 會(huì)檢查操作是否有效. 也就是說(shuō), 它會(huì)檢查轉(zhuǎn)換是否會(huì)返回一個(gè)被請(qǐng)求的有效的完整對(duì)象。檢測(cè)在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行. 如果被轉(zhuǎn)換的指針不是一個(gè)被請(qǐng)求的有效完整的對(duì)象指針，返回值為NULL. 對(duì)于引用 類(lèi)型，會(huì)拋出bad_cast異常

你說(shuō)這個(gè)強(qiáng)轉(zhuǎn)有啥用，其實(shí)對(duì)于我這種菜鳥(niǎo)還真的沒(méi)用過(guò),不過(guò)我知道一個(gè)問(wèn)題可以使用這樣的方法解決. 給你兩個(gè)類(lèi)讓你分辨那個(gè)是子類(lèi)那個(gè)是父類(lèi)，我們來(lái)看看是如何解決的.

#include<iostream> 
#include<Windows.h> 
#include<assert.h> 
 
using namespace std; 
 
class AA 
{ 
public: 
 
 virtual void fun1() 
 { 
  cout << "hehe" << endl; 
 } 
public: 
 int a; 
}; 
 
class BB :public AA 
{ 
public: 
 
 virtual void fun1() 
 { 
  cout << "heh3e" << endl; 
 } 
public: 
 int c; 
}; 
int main() 
{ 
 AA* q = new AA(); 
 BB* p = new BB(); 
 AA* a; 
 BB* b; 
 
 b = dynamic_cast<BB*>(q); 
 if (b == NULL) 
 { 
  cout << "AA為基類(lèi)" << endl; 
 } 
 else{ 
  cout << "AA為子類(lèi)" << endl; 
 } 
 
 a = dynamic_cast<AA*>(p); 
 if (a == NULL) 
 { 
  cout << "BB為基類(lèi)" << endl; 
 } 
 else 
 { 
  cout << "BB為子類(lèi)" << endl; 
 } 
 system("pause"); 
 return 0; 
} 

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)億速云的支持。