C++ Insight: 数据类型转换

@ 2009-10-27 21:46:52

标签： cpp

数据类型转换在程序设计中可以说是很常见的。这里说的类型转换，是指C++语言本身所定义的数据类型，比如整数(int)、浮点数(float/double)、指针等。诸如文字和数值之间的转换这类问题则不在这里的讨论范围中。

C中的类型转换

double  v = 3.0;
int *p;
void *p_void = (void *) p;
int i_v = (int) v;   // static_cast< int >(v)
int p_v = (int) p; // reinterpret_cast< int >(p)

C++风格的类型转换符

static_cast、dynamic_cast、reinterdivt_cast、和const_cast。

静态类型转换：static_cast

用法：static_cast < type-id > ( exdivssion )

静态类型转换，没有运行时类型检查来保证转换的安全性。主要有如下几种用法：

用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum。
把任何类型的表达式转换成void类型
把空指针转换成目标类型的空指针
类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。
- 进行上行转换（把子类的指针或引用转换成基类表示）是安全的
- 进行下行转换（把基类指针或引用转换成子类表示）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的

所谓“静态”，是指类型转换在编译时进行。static_cast 类似于C中的类型转换。

动态类型转换：dynamic_cast

用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )

type-id必须是类的指针、类的引用或者void *；exdivssion 必须和 type-id的数据类型一致，即或者都是指针，或者都是引用。

dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换，还可以用于类之间的交叉转换。

进行上行转换时，dynamic_cast和static_cast的效果是一样的；
进行下行转换时，dynamic_cast具有类型检查的功能，比static_cast更安全。
所谓交叉转换，指有着同样的基类两个子类之间的转换。

所谓类型检查，是指检查 exdivssion 是否真的是类型 type-id，如果不是则转换不能成功成功。

因为有类型检查的功能，所以要求基类要有虚函数，否则会编译出错；static_cast则没有这个限制。
这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息，而这个信息存储在类的虚函数表中，只有定义了虚函数的类才有虚函数表，

所谓“动态”，是指类型转换在程序运行时进行。

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

A *p_a;
B *p_b;
C *p_c;

p_a = dynamic_cast< B *>(p_b);   // 上行转换，等效于 static_cast
p_b = dynamic_cast< A *>(p_a);   // 下行转换, 结果为空指针
p_c = dynamic_cast< C *>(p_b);   // 交叉转换

void t_cas(A *p_a){
  B *p_b = dynamic_cast< B *>(p_a); // 如果 p_a 确实指向一个 B 对象，则转换成功，否则返回空指针。
}

重定义类型转换：reinterpret_cast

用法：reinterpret_cast < type-id >(exdivssion)

type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。

reinterpret_cast 可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针。或者在两个不相关的类型指针之间进行转换。

reinterpret_cast 和 static_cast 的区别在于，reinterpret_cast 不会改变数据的二进制表示，而static_cast 。

int v = 9;
// 编译器需要计算数据的二进制表示，转换返回值是 9.0
double d_static = static_cast< double >(v);  

// 直接复制v的二进制表示，结果可能是无效的数值 
double d_reinterpret = reinterpret_cast< double >(v);

常量类型转换：const_cast

用法：const_cast< type-id > (exdivssion)

type-id必须是指针或者引用，它的主要作用是在常量类型和非常量类型之间进行转换。

const char *s = "abcdef";
char  *s1 = const_cast< char * >(s);
const char *s2 = const_cast< const char * >(s1); // 可以直接赋值
const char *s3 = s1;

参考资料

http://www.javaeye.com/topic/372303
A comparison of the C++ casting operators