Boost的轉換函式（一）

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Boost的轉換函式（一）

Boost的轉換函式是對C++中的四種類型轉換函式（const_cast，reinterpret_cast，static_cast，dynamic_cast）的一些補充和擴充，在閱讀本文前，請先熟悉C++中的四種類型轉換函式相關知識。

• polymorphic_cast

C++提供了dynamic_cast來實現運行時的類型轉換，但是如果用來轉換指標時，需要記得檢查傳回值（這是很多程式員容易忘掉的地方），否則一旦轉換失敗，將獲得一個NULL指標，無異於給程式埋下了一個定時炸彈。

Boost的polymorphic_cast在dynamic_cast的基礎上增加了對傳回值的檢測，如果轉換失敗，它就會拋出std::bad_cast異常。其函數體如下：

template <class Target, class Source>
inline Target polymorphic_cast(Source* x BOOST_EXPLICIT_DEFAULT_TARGET)
{
    Target tmp = dynamic_cast<Target>(x);
    if ( tmp == 0 ) throw std::bad_cast();
    return tmp;
}

雖然拋異常增加了開銷，但使用起來卻更加簡單了。

• polymorphic_downcast

由於拋出異常會降低程式的效率，而且dynamic_cast更會查詢一個type_info結構來確定正確的類型，所以不管是空間上的成本還是時間上的成本，都會大大增加。在一些應用情境中，只需要在編譯期間進行類型轉換即可。這時我們可以使用static_cast來實現編譯期間的類型轉換，但static_cast可能導致錯誤的類型轉換：

struct A
{ 
    virtual ~A(){} 
};

class B:public A{}; 
class C:public A{}; 

int main()
{ 
    A *pa = new C(); 
    B *pb = static_cast<B*>(pa); 
}

對於上述程式，雖然pa和pb間沒有繼承關係，但是這個轉換卻可以通過，運行時也不會報任何錯誤，可一旦對pb進行訪問，就會得到錯誤的結果甚至直接導致程式死掉。

polymorphic_downcast就巧妙的解決的這一問題，首先還是先看看它的定義：

template <class Target, class Source>
inline Target polymorphic_downcast(Source* x BOOST_EXPLICIT_DEFAULT_TARGET)
{
    BOOST_ASSERT( dynamic_cast<Target>(x) == x ); // detect logic error
    return static_cast<Target>(x);
}

從它的定義可以看出，在運行Release模式下，它和是static_cast一樣的，也就是說它的Release版具有和static_cast一樣的開銷。但在Debug模式下，它會首先進行一次動態轉換，而一旦類型不符，就會拋出異常。

在上述程式中，如果用polymorphic_downcast來替換static_cast的話，我們可以先在Debug模式下運行程式，如果有錯誤的類型轉換，將很容易的檢測出來。待改正所有的錯誤後，再發布Release版，這樣即沒有動態轉換造成的開銷，又杜絕了錯誤的類型轉換。

  

完

Boost的轉換函式是對C++中的四種類型轉換函式（const_cast，reinterpret_cast，static_cast，dynamic_cast）的一些補充和擴充，在閱讀本文前，請先熟悉C++中的四種類型轉換函式相關知識。

• polymorphic_cast

C++提供了dynamic_cast來實現運行時的類型轉換，但是如果用來轉換指標時，需要記得檢查傳回值（這是很多程式員容易忘掉的地方），否則一旦轉換失敗，將獲得一個NULL指標，無異於給程式埋下了一個定時炸彈。

Boost的polymorphic_cast在dynamic_cast的基礎上增加了對傳回值的檢測，如果轉換失敗，它就會拋出std::bad_cast異常。其函數體如下：

template <class Target, class Source>
inline Target polymorphic_cast(Source* x BOOST_EXPLICIT_DEFAULT_TARGET)
{
    Target tmp = dynamic_cast<Target>(x);
    if ( tmp == 0 ) throw std::bad_cast();
    return tmp;
}

雖然拋異常增加了開銷，但使用起來卻更加簡單了。

• polymorphic_downcast

由於拋出異常會降低程式的效率，而且dynamic_cast更會查詢一個type_info結構來確定正確的類型，所以不管是空間上的成本還是時間上的成本，都會大大增加。在一些應用情境中，只需要在編譯期間進行類型轉換即可。這時我們可以使用static_cast來實現編譯期間的類型轉換，但static_cast可能導致錯誤的類型轉換：

struct A
{ 
    virtual ~A(){} 
};

class B:public A{}; 
class C:public A{}; 

int main()
{ 
    A *pa = new C(); 
    B *pb = static_cast<B*>(pa); 
}

對於上述程式，雖然pa和pb間沒有繼承關係，但是這個轉換卻可以通過，運行時也不會報任何錯誤，可一旦對pb進行訪問，就會得到錯誤的結果甚至直接導致程式死掉。

polymorphic_downcast就巧妙的解決的這一問題，首先還是先看看它的定義：

template <class Target, class Source>
inline Target polymorphic_downcast(Source* x BOOST_EXPLICIT_DEFAULT_TARGET)
{
    BOOST_ASSERT( dynamic_cast<Target>(x) == x ); // detect logic error
    return static_cast<Target>(x);
}

從它的定義可以看出，在運行Release模式下，它和是static_cast一樣的，也就是說它的Release版具有和static_cast一樣的開銷。但在Debug模式下，它會首先進行一次動態轉換，而一旦類型不符，就會拋出異常。

在上述程式中，如果用polymorphic_downcast來替換static_cast的話，我們可以先在Debug模式下運行程式，如果有錯誤的類型轉換，將很容易的檢測出來。待改正所有的錯誤後，再發布Release版，這樣即沒有動態轉換造成的開銷，又杜絕了錯誤的類型轉換。