C++ 的強制類型轉換

Q:什麼是C風格轉換？什麼是static_cast, dynamic_cast 以及 reinterpret_cast？區別是什嗎？為什麼要注意？

A:轉換的含義是通過改變一個變數的類型為別的類型從而改變該變數的表示方式。為了類型轉換一個簡單對象為另一個對象你會使用傳統的類型轉換操作符。

比如，為了轉換一個類型為doubole的浮點數的指標到整型：

代碼

int i;double d;i = (int) d;

或者：

i = int (d);

對於具有標準定義轉換的簡單類型而言工作的很好。然而，這樣的轉換符也能不分皂白的應用於類（class）和類的指標。ANSI-C++標準定義了四個新的轉換符：’reinterpret_cast’, ‘static_cast’, ‘dynamic_cast’ 和 ‘const_cast’，目的在於控制類(class)之間的類型轉換。

代碼:

reinterpret_cast<new_type>(expression)dynamic_cast<new_type>(expression)static_cast<new_type>(expression)const_cast<new_type>(expression)

1 reinterpret_cast

reinterpret_cast 轉換一個指標為其它類型的指標。它也允許從一個指標轉換為整數類型。反之亦然。（譯註：是指標具體的地址值作為整數值？）

這個操作符能夠在非相關的類型之間轉換。操作結果只是簡單的從一個指標到別的指標的值的二進位拷貝。在類型之間指向的內容不做任何類型的檢查和轉換。如果情況是從一個指標到整型的拷貝，內容的解釋是系統相關的，所以任何的實現都不是方便的。一個轉換到足夠大的整型能夠包含它的指標是能夠轉換回有效指標的。

代碼:

class A {};class B {};A * a = new A;B * b = reinterpret_cast<B *>(a);

reinterpret_cast 就像傳統的類型轉換一樣對待所有指標的類型轉換。

2 static_cast

static_cast 允許執行任意的隱式轉換和相反轉換動作。（即使它是不允許隱式的）

意思是說它允許子類類型的指標轉換為父類類型的指標（這是一個有效隱式轉換），同時，也能夠執行相反動作：轉換父類為它的子類。在這最後例子裡，被轉換的父類沒有被檢查是否與目的類型相一致。

代碼：

class Base {};class Derived : public Base {}; Base *a = new Base;Derived *b = static_cast<Derived *>(a);

static_cast 除了操作類型指標，也能用於執行類型定義的顯式的轉換，以及基礎類型之間的標準轉換:

代碼:

double d = 3.14159265;int i = static_cast<int>(d);

3 dynamic_cast

dynamic_cast只用於對象的指標和引用。當用於多態類型時，它允許任意的隱式類型轉換以及相反過程。不過，與static_cast不同，在後一種情況裡（註：即隱式轉換的相反過程），dynamic_cast會檢查操作是否有效。也就是說，它會檢查轉換是否會返回一個被請求的有效完整對象。

檢測在運行時進行。如果被轉換的指標不是一個被請求的有效完整的對象指標，傳回值為NULL.

代碼：

class Base { virtual dummy() {} };class Derived : public Base {}; Base* b1 = new Derived;Base* b2 = new Base; Derived* d1 = dynamic_cast<Derived *>(b1); // succeedsDerived* d2 = dynamic_cast<Derived *>(b2); // fails: returns 'NULL'

如果一個參考型別執行了類型轉換並且這個轉換是不可能的，一個bad_cast的異常類型被拋出：

代碼:

class Base { virtual dummy() {} };class Derived : public Base { }; Base* b1 = new Derived;Base* b2 = new Base; Derived d1 = dynamic_cast<Derived &*>(b1); // succeedsDerived d2 = dynamic_cast<Derived &*>(b2); // fails: exception thrown

4 const_cast

這個轉換類型操縱傳遞對象的const屬性，或者是設定或者是移除：

代碼:

class C {};const C *a = new C; C *b = const_cast<C *>(a);

其它三種操作符是不能修改一個對象的常量性的。注意：’const_cast’也能改變一個類型的volatile qualifier。

C++ 的四種強制轉型形式每一種適用於特定的目的

dynamic_cast 主要用於執行“安全的向下轉型（safe downcasting）”，也就是說，要確定一個對象是否是一個繼承體系中的一個特定類型。它是唯一不能用舊風格文法執行的強制轉型，也是唯一可能有重大運行時代價的強制轉型。

static_cast 可以被用於強制隱型轉換（例如，non-const 對象轉型為 const 對象，int 轉型為 double，等等），它還可以用於很多這樣的轉換的反向轉換（例如，void* 指標轉型為有類型指標，基類指標轉型為衍生類別指標），但是它不能將一個 const 對象轉型為 non-const 對象（只有 const_cast 能做到），它最接近於C-style的轉換。

const_cast 一般用於強制消除對象的常量性。它是唯一能做到這一點的 C++ 風格的強制轉型。

reinterpret_cast 是特意用於底層的強制轉型，導致實現依賴（implementation-dependent）（就是說，不可移植）的結果，例如，將一個指標轉型為一個整數。這樣的強制轉型在底層代碼以外應該極為罕見。

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