強制類型轉換的問題

關於強制類型轉換的問題，很多書都討論過，寫的最詳細的是C++ 之父的《C++ 的設計和演化》。最好的解決方案就是不要使用C風格的強制類型轉換，而是使用標準C++的類型轉換符：static_cast, dynamic_cast。標準C++中有四個類型轉換符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。下面對它們一一進行介紹。

static_cast

用法：static_cast < type-id > ( expression )

該運算子把expression轉換為type-id類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法：

• 用於類階層中基類和子類之間指標或引用的轉換。進行上行轉換（把子類的指標或引用轉換成基類表示）是安全的；進行下行轉換（把基類指標或引用轉換成子類表示）時，由於沒有動態類型檢查，所以是不安全的。
• 用於基礎資料型別 (Elementary Data Type)之間的轉換，如把int轉換成char，把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。
• 把null 指標轉換成目標類型的null 指標。
• 把任何類型的運算式轉換成void類型。

注意：static_cast不能轉換掉expression的const、volitale、或者__unaligned屬性。

dynamic_cast

用法：dynamic_cast < type-id > ( expression )

該運算子把expression轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指標、類的引用或者void *；如果type-id是類指標類型，那麼expression也必須是一個指標，如果type-id是一個引用，那麼expression也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用於類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用於類之間的交叉轉換。

在類層次間進行上行轉換時，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；在進行下行轉換時，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。

 class B{

public:

 int m_iNum;

 virtual void foo();

};

class D:public B{

 public:

 char *m_szName[100];

};

 

void func(B *pb){

 D *pd1 = static_cast<D *>(pb);

 D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb);

}

在上面的程式碼片段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，並且對這兩個指標執行D類型的任何操作都是安全的；但是，如果pb指向的是一個B類型的對象，那麼pd1將是一個指向該對象的指標，對它進行D類型的操作將是不安全的（如訪問m_szName），而pd2將是一個null 指標。另外要注意：B要有虛函數，否則會編譯出錯；static_cast則沒有這個限制。這是由於運行時類型檢查需要運行時類型資訊，而這個資訊儲存在類的虛函數表（關於虛函數表的概念，詳細可見<Inside c++ object model>）中，只有定義了虛函數的類才有虛函數表，沒有定義虛函數的類是沒有虛函數表的。

另外，dynamic_cast還支援交叉轉換（cross cast）。如下代碼所示。

class A{

public:

 int m_iNum;

 virtual void f(){}

};

 

class B:public A{

};

 

class D:public A{

};

 

void foo(){

 B *pb = new B;

 pb->m_iNum = 100;

 D *pd1 = static_cast<D *>(pb); //copile error

 D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); //pd2 is NULL

 delete pb;

}

在函數foo中，使用static_cast進行轉換是不被允許的，將在編譯時間出錯；而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的，結果是null 指標。

reinpreter_cast

用法：reinpreter_cast<type-id> (expression)

type-id必須是一個指標、引用、算術類型、函數指標或者成員指標。它可以把一個指標轉換成一個整數，也可以把一個整數轉換成一個指標（先把一個指標轉換成一個整數，在把該整數轉換成原類型的指標，還可以得到原先的指標值）。

該運算子的用法比較多。

const_cast

用法：const_cast<type_id> (expression)

該運算子用來修改類型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和expression的類型是一樣的。

常量指標被轉化成非常量指標，並且仍然指向原來的對象；常量引用被轉換成非常量引用，並且仍然指向原來的對象；常量對象被轉換成非常量對象。

Voiatile和const類試。舉如下一例：

class B{

 public:

 int m_iNum;

}

void foo(){

const B b1;

b1.m_iNum = 100; //comile error

B b2 = const_cast<B>(b1);

b2. m_iNum = 200; //fine
 }

上面的代碼編譯時間會報錯，因為b1是一個常量對象，不能對它進行改變；使用const_cast把它轉換成一個常量對象，就可以對它的資料成員任意改變。注意：b1和b2是兩個不同的對象。