新型的類型轉(zhuǎn)換（九）

        我們之前在 C 語(yǔ)言進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的，這樣極易出 bug，還不易查找。格式如下：(Type)(Experssion) 或 Type(Experssion)，我們來(lái)看個(gè)示例代碼，看看 C 語(yǔ)言中的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

#include <stdio.h>

typedef void(PF)(int);

struct Point
{
    int x;
    int y;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    int v = 0x12345;
    PF* pf = (PF*)v;
    char c = char(v);
    Point* p = (Point*)v;
    
    pf(5);
    
    printf("p->x = %d\n", p->x);
    printf("p->y = %d\n", p->y);
    
    return 0;
}

        編譯結(jié)果如下

        我們看到直接運(yùn)行段錯(cuò)誤，但是它編譯是通過(guò)的，因此我們?nèi)绻诖笮偷捻?xiàng)目中是難以查找 bug 的。

        在 C 方式的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，它存在的問(wèn)題：a> 過(guò)于粗暴：任意類型之間都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，編譯器很難判斷其正確性；b> 難于定位：在源碼中無(wú)法快速定位所有使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的語(yǔ)句。那么強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換在實(shí)際工程中是很難完全避免的！如何進(jìn)行更加安全可靠的轉(zhuǎn)換呢？在 C++ 中出現(xiàn)了新式類型轉(zhuǎn)換，C++ 將強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換分為 4 中不同的類型：a> static_cast；b> const_cast；c> dynamic_cast；d> reinterpret_cast；用法是：xxx_cast<Type>(Expression)。下來(lái)我們分別來(lái)講下這四種新式類型轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)及要求

        A、static_cast 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

        用于基本類型間的轉(zhuǎn)換；不能用于基本類型指針間的轉(zhuǎn)換；用于有繼承關(guān)系類對(duì)象之間的轉(zhuǎn)換和類指針之間的轉(zhuǎn)換。

        B、const_cast 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

        用于去除變量的只讀屬性；強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的目標(biāo)類型必須是指針或引用。

        C、reinterpret_cast 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

        用于指針類型間的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換；用于整數(shù)和指針類型間的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。

        D、dynamic_cast 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

        用于有繼承關(guān)系的類指針間的轉(zhuǎn)換；用于有交叉關(guān)系的類指針間的轉(zhuǎn)換；具有類型檢查的功能；需要虛函數(shù)的支持。

        關(guān)于上面講到的有些概念，我們會(huì)在后面進(jìn)行詳細(xì)的介紹，下來(lái)我們以代碼為例進(jìn)行分析

#include <stdio.h>

void static_cast_demo()
{
    int i = 0x12345;
    char c = 'c';
    int* pi = &i;
    char* pc = &c;
    
    c = static_cast<char>(i);
    pc = static_cast<char*>(pi);    // error
}

void const_cast_demo()
{
    const int& j = 1;
    int& k = const_cast<int&>(j);
    
    const int x = 2;
    int& y = const_cast<int&>(x);
    
    int z = const_cast<int>(x);    // error
    
    k = 5;
    
    printf("k = %d\n", k);
    printf("j = %d\n", j);
    
    y = 8;
    
    printf("x = %d\n", x);
    printf("y = %d\n", y);
    printf("&x = %p\n", &x);
    printf("&y = %p\n", &y);
}

void reinterpret_cast_demo()
{
    int i = 0;
    char c = 'c';
    int* pi = &i;
    char* pc = &c;
    
    pc = reinterpret_cast<char*>(pi);
    pi = reinterpret_cast<int*>(pc);
    pi = reinterpret_cast<int*>(i);
    c = reinterpret_cast<char>(i);     // error
}

void dynamic_cast_demo()
{
    int i = 0;
    int* pi = &i;
    char* pc = dynamic_cast<char*>(pi);    // error
}

int main()
{
    static_cast_demo();
    const_cast_demo();
    reinterpret_cast_demo();
    dynamic_cast_demo();
    
    return 0;
}

        我們來(lái)分析下這個(gè)代碼，在 static_cast_demo 中，static_cast 不能用于指針間的轉(zhuǎn)換，所以第 11 行會(huì)報(bào)錯(cuò)。在 const_cast_demo 中，第 16 行定義了一個(gè)具有只讀屬性的變量 j，我們還是可以通過(guò) const_cast 來(lái)改變它的屬性的。第 19 行定義了一個(gè)真正意義上的常量，它會(huì)進(jìn)入到符號(hào)表中，但在棧上會(huì)為它分配 4 個(gè)字節(jié)的空間，所以第 20 行的也會(huì)成功。const_cast 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的目標(biāo)類型必須是指針或引用，所以第 22 行會(huì)報(bào)錯(cuò)。第 26 、 27 行會(huì)打印出 5、5；第 31 - 34 會(huì)打印出 2、8、后面兩個(gè)地址是一樣的。在 reinterpret_cast_demo 中，reinterpret_cast 用于指針類型間及整數(shù)和指針類型間的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，所以第 47 行會(huì)報(bào)錯(cuò)。在 dynamic_cast_demo 中，第 54 行會(huì)報(bào)錯(cuò)。我們來(lái)看看編譯結(jié)果

        我們分別注釋掉這幾行，再來(lái)編譯，看看結(jié)果是否如我們所分析的那樣

        我們看到和我們所分析的是一致的。通過(guò)對(duì)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)，總結(jié)如下：1、C 方式的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換：a> 過(guò)于粗暴。 b> 潛在的問(wèn)題不易被發(fā)現(xiàn)。 c> 不易在代碼中定位；2、新式類型轉(zhuǎn)換以 C++ 關(guān)鍵字的方式出現(xiàn)：a> 編譯器能幫助檢查潛在的問(wèn)題。 b> 非常方便的在代碼中定位。 c> 支持動(dòng)態(tài)類型識(shí)別（dynamic_cast）。

        歡迎大家一起來(lái)學(xué)習(xí) C++ 語(yǔ)言，可以加我QQ：243343083。