C++ 四种类型转换运算符

隐式类型转换是安全的，显式类型转换是有风险的，C语言之所以增加强制类型转换的语法，就是为了强调风险，让程序员意识到自己在做什么。

但是，这种强调风险的方式还是比较粗放，粒度比较大，它并没有表明存在什么风险，风险程度如何。再者，C风格的强制类型转换统一使用( )，而( )在代码中随处可见，所以也不利于使用文本检索工具定位关键代码。

为了使潜在风险更加细化，使问题追溯更加方便，使书写格式更加规范，C++ 对类型转换进行了分类，并新增了四个关键字来予以支持，它们分别是：

关键字说明
static_cast用于良性转换，一般不会导致意外发生，风险很低。
const_cast用于 const 与非 const、volatile 与非 volatile 之间的转换。
reinterpret_cast高度危险的转换，这种转换仅仅是对二进制位的重新解释，不会借助已有的转换规则对数据进行调整，但是可以实现最灵活的 C++ 类型转换。
dynamic_cast借助 RTTI，用于类型安全的向下转型（Downcasting）。

这四个关键字的语法格式都是一样的，具体为：

xxx_cast<newType>(data)

newType 是要转换成的新类型，data 是被转换的数据。C语言风格的 double 转 int 的写法为：

double scores = 95.5;
int n = (int)scores;

C++ 风格的写法为：

double scores = 95.5;
int n = static_cast<int>(scores);

static_cast 关键字

static_cast 只能用于良性转换，这样的转换风险较低，一般不会发生什么意外，例如：

	原有的自动类型转换，例如 short 转 int、int 转 double、const 转非 const、向上转型等；void 指针和具体类型指针之间的转换，例如void *转int *、char *转void *等；有转换构造函数或者类型转换函数的类与其它类型之间的转换，例如 double 转 Complex（调用转换构造函数）、Complex 转 double（调用类型转换函数）。

注意：static_cast 不能用于无关类型之间的转换，因为这些转换都是有风险的，例如：

1 . 两个具体类型指针之间的转换，例如int *转double *、Student *转int *等。不同类型的数据存储格式不一样，长度也不一样，用 A 类型的指针指向 B 类型的数据后，会按照 A 类型的方式来处理数据：如果是读取操作，可能会得到一堆没有意义的值；如果是写入操作，可能会使 B 类型的数据遭到破坏，当再次以 B 类型的方式读取数据时会得到一堆没有意义的值。

2 . int 和指针之间的转换。将一个具体的地址赋值给指针变量是非常危险的，因为该地址上的内存可能没有分配，也可能没有读写权限，恰好是可用内存反而是小概率事件。

static_cast 也不能用来去掉表达式的 const 修饰和 volatile 修饰。换句话说，不能将 const/volatile 类型转换为非 const/volatile 类型。

static_cast 是“静态转换”的意思，也就是在编译期间转换，转换失败的话会抛出一个编译错误。

static_cast 的正确用法：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;class Complex{
public:Complex(double real = 0.0, double imag = 0.0): m_real(real), m_imag(imag){ }
public:operator double() const { return m_real; }  //类型转换函数
private:double m_real;double m_imag;
};int main(){//下面是正确的用法int m = 100;Complex c(12.5, 23.8);long n = static_cast<long>(m);  //宽转换，没有信息丢失char ch = static_cast<char>(m);  //窄转换，可能会丢失信息int *p1 = static_cast<int*>( malloc(10 * sizeof(int)) );  //将void指针转换为具体类型指针void *p2 = static_cast<void*>(p1);  //将具体类型指针，转换为void指针double real= static_cast<double>(c);  //调用类型转换函数return 0;
}

const_cast 关键字

const_cast 比较好理解，它用来去掉表达式的 const 修饰或 volatile 修饰。换句话说，const_cast 就是用来将 const/volatile 类型转换为非 const/volatile 类型。

下面我们以 const 为例来说明 const_cast 的用法：

#include <iostream>
using namespace std;int main(){const int n = 100;int *p = const_cast<int*>(&n);*p = 234;cout<<"n = "<<n<<endl;cout<<"*p = "<<*p<<endl;return 0;
}

运行结果：

n = 100
*p = 234

&n用来获取 n 的地址，它的类型为const int *，必须使用 const_cast 转换为int *类型后才能赋值给 p。由于 p 指向了 n，并且 n 占用的是栈内存，有写入权限，所以可以通过 p 修改 n 的值。

有人可能会问，为什么通过 n 和 *p 输出的值不一样呢？这是因为 C++ 对常量的处理更像是编译时期的#define，是一个值替换的过程，代码中所有使用 n 的地方在编译期间就被替换成了 100。换句话说，第 8 行代码被修改成了下面的形式：

cout<<"n = "<<100<<endl;

这样以来，即使程序在运行期间修改 n 的值，也不会影响 cout 语句了。

使用 const_cast 进行强制类型转换可以突破 C/C++ 的常数限制，修改常数的值，因此有一定的危险性；

reinterpret_cast 关键字

reinterpret 是“重新解释”的意思，顾名思义，reinterpret_cast 这种转换仅仅是对二进制位的重新解释，不会借助已有的转换规则对数据进行调整，非常简单粗暴，所以风险很高。

reinterpret_cast 可以认为是 static_cast 的一种补充，一些 static_cast 不能完成的转换，就可以用 reinterpret_cast 来完成，例如两个具体类型指针之间的转换、int 和指针之间的转换（有些编译器只允许 int 转指针，不允许反过来）。

下面的代码代码演示了 reinterpret_cast 的使用：

#include <iostream>
using namespace std;class A{
public:A(int a = 0, int b = 0): m_a(a), m_b(b){}
private:int m_a;int m_b;
};int main(){//将 char* 转换为 float*char str[]="http://c.biancheng.net";float *p1 = reinterpret_cast<float*>(str);cout<<*p1<<endl;//将 int 转换为 int*int *p = reinterpret_cast<int*>(100);//将 A* 转换为 int*p = reinterpret_cast<int*>(new A(25, 96));cout<<*p<<endl;return 0;
}

运行结果：

3.0262e+29
25

可以想象，用一个 float 指针来操作一个 char 数组是一件多么荒诞和危险的事情，这样的转换方式不到万不得已的时候不要使用。将A转换为int，使用指针直接访问 private 成员刺穿了一个类的封装性，更好的办法是让类提供 get/set 函数，间接地访问成员变量。

dynamic_cast 关键字

dynamic_cast 用于在类的继承层次之间进行类型转换，它既允许向上转型（Upcasting），也允许向下转型（Downcasting）。向上转型是无条件的，不会进行任何检测，所以都能成功；向下转型的前提必须是安全的，要借助 RTTI 进行检测，所有只有一部分能成功。

dynamic_cast 与 static_cast 是相对的，dynamic_cast 是“动态转换”的意思，static_cast 是“静态转换”的意思。dynamic_cast 会在程序运行期间借助 RTTI 进行类型转换，这就要求基类必须包含虚函数；static_cast 在编译期间完成类型转换，能够更加及时地发现错误。

dynamic_cast 的语法格式为：

dynamic_cast <newType> (expression)

newType 和 expression 必须同时是指针类型或者引用类型。换句话说，dynamic_cast 只能转换指针类型和引用类型，其它类型（int、double、数组、类、结构体等）都不行。

对于指针，如果转换失败将返回 NULL；对于引用，如果转换失败将抛出std::bad_cast异常。

1 向上转型（Upcasting）
向上转型时，只要待转换的两个类型之间存在继承关系，并且基类包含了虚函数（这些信息在编译期间就能确定），就一定能转换成功。因为向上转型始终是安全的，所以 dynamic_cast 不会进行任何运行期间的检查，这个时候的 dynamic_cast 和 static_cast 就没有什么区别了。

「向上转型时不执行运行期检测」虽然提高了效率，但也留下了安全隐患，请看下面的代码：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;class Base{
public:Base(int a = 0): m_a(a){ }int get_a() const{ return m_a; }virtual void func() const { }
protected:int m_a;
};class Derived: public Base{
public:Derived(int a = 0, int b = 0): Base(a), m_b(b){ }int get_b() const { return m_b; }
private:int m_b;
};int main(){//情况①Derived *pd1 = new Derived(35, 78);Base *pb1 = dynamic_cast<Derived*>(pd1);cout<<"pd1 = "<<pd1<<", pb1 = "<<pb1<<endl;cout<<pb1->get_a()<<endl;pb1->func();//情况②int n = 100;Derived *pd2 = reinterpret_cast<Derived*>(&n);Base *pb2 = dynamic_cast<Base*>(pd2);cout<<"pd2 = "<<pd2<<", pb2 = "<<pb2<<endl;cout<<pb2->get_a()<<endl;  //输出一个垃圾值pb2->func();  //内存错误return 0;
}

情况①是正确的，没有任何问题。对于情况②，pd 指向的是整型变量 n，并没有指向一个 Derived 类的对象，在使用 dynamic_cast 进行类型转换时也没有检查这一点，而是将 pd 的值直接赋给了 pb（这里并不需要调整偏移量），最终导致 pb 也指向了 n。因为 pb 指向的不是一个对象，所以get_a()得不到 m_a 的值（实际上得到的是一个垃圾值），pb2->func()也得不到 func() 函数的正确地址。

pb2->func()得不到 func() 的正确地址的原因在于，pb2 指向的是一个假的“对象”，它没有虚函数表，也没有虚函数表指针，而 func() 是虚函数，必须到虚函数表中才能找到它的地址。

2 向下转型（Downcasting）
向下转型是有风险的，dynamic_cast 会借助 RTTI 信息进行检测，确定安全的才能转换成功，否则就转换失败。那么，哪些向下转型是安全地呢，哪些又是不安全的呢？下面我们通过一个例子来演示：

#include <iostream>
using namespace std;class A{
public:virtual void func() const { cout<<"Class A"<<endl; }
private:int m_a;
};class B: public A{
public:virtual void func() const { cout<<"Class B"<<endl; }
private:int m_b;
};class C: public B{
public:virtual void func() const { cout<<"Class C"<<endl; }
private:int m_c;
};class D: public C{
public:virtual void func() const { cout<<"Class D"<<endl; }
private:int m_d;
};int main(){A *pa = new A();B *pb;C *pc;//情况①pb = dynamic_cast<B*>(pa);  //向下转型失败if(pb == NULL){cout<<"Downcasting failed: A* to B*"<<endl;}else{cout<<"Downcasting successfully: A* to B*"<<endl;pb -> func();}pc = dynamic_cast<C*>(pa);  //向下转型失败if(pc == NULL){cout<<"Downcasting failed: A* to C*"<<endl;}else{cout<<"Downcasting successfully: A* to C*"<<endl;pc -> func();}cout<<"-------------------------"<<endl;//情况②pa = new D();  //向上转型都是允许的pb = dynamic_cast<B*>(pa);  //向下转型成功if(pb == NULL){cout<<"Downcasting failed: A* to B*"<<endl;}else{cout<<"Downcasting successfully: A* to B*"<<endl;pb -> func();}pc = dynamic_cast<C*>(pa);  //向下转型成功if(pc == NULL){cout<<"Downcasting failed: A* to C*"<<endl;}else{cout<<"Downcasting successfully: A* to C*"<<endl;pc -> func();}return 0;
}

运行结果：

Downcasting failed: A* to B*
Downcasting failed: A* to C*
-------------------------
Downcasting successfully: A* to B*
Class D
Downcasting successfully: A* to C*
Class D

这段代码中类的继承顺序为：A --> B --> C --> D。pa 是A类型的指针，当 pa 指向 A 类型的对象时，向下转型失败，pa 不能转换为B或C类型。当 pa 指向 D 类型的对象时，向下转型成功，pa 可以转换为B或C*类型。同样都是向下转型，为什么 pa 指向的对象不同，转换的结果就大相径庭呢？

编译器会将存在继承关系的类的类型信息使用指针“连接”起来，从而形成一个继承链（Inheritance Chain），也就是如下图所示的样子：
在这里插入图片描述

当使用 dynamic_cast 对指针进行类型转换时，程序会先找到该指针指向的对象，再根据对象找到当前类（指针指向的对象所属的类）的类型信息，并从此节点开始沿着继承链向上遍历，如果找到了要转化的目标类型，那么说明这种转换是安全的，就能够转换成功，如果没有找到要转换的目标类型，那么说明这种转换存在较大的风险，就不能转换。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/564122.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Android leak内存,GitHub - jin870132/memoryleakdemo: 安卓内存泄露几种常见形式及解决方案...

Android leak内存,GitHub - jin870132/memoryleakdemo: 安卓内存泄露几种常见形式及解决方案...

安卓内存泄露几种常见形式及解决方案一.前言1.内存溢出与内存泄露内存溢出(oom)&#xff0c;是指程序在申请内存时&#xff0c;没有足够的内存空间供其使用&#xff0c;出现oom&#xff1b;比如申请了一个integer,但给它存了long才能存下的数&#xff0c;那就是内存溢出。内存泄…
阅读更多...
第二批鸿蒙手机排行,鸿蒙系统第二批升级机型有哪些 鸿蒙系统第二批升级机型名单一览...

第二批鸿蒙手机排行,鸿蒙系统第二批升级机型有哪些 鸿蒙系统第二批升级机型名单一览...

华为6月2日召开开启鸿蒙发布会&#xff0c;很多华为手机的用户都想第一时间用上鸿蒙手机系统&#xff0c;今天就给大家带来鸿蒙系统第二批升级机型名单一览&#xff0c;一起来看看吧鸿蒙系统第二批升级机型名单一览具体机型&#xff1a;HUAWEI Mate20 SeriesHUAWEl nova 8 Seri…
阅读更多...
C++ 异常类型以及多级catch匹配

C++ 异常类型以及多级catch匹配

exceptionType是异常类型&#xff0c;它指明了当前的 catch 可以处理什么类型的异常&#xff1b;variable是一个变量&#xff0c;用来接收异常信息。当程序抛出异常时&#xff0c;会创建一份数据&#xff0c;这份数据包含了错误信息&#xff0c;程序员可以根据这些信息来判断到…
阅读更多...
火狐 html5 退出 白屏,Html5+ 后退按钮出现白屏（webView.back会白屏）

火狐 html5 退出 白屏,Html5+ 后退按钮出现白屏（webView.back会白屏）

您好&#xff0c;打包装到 iPad 上去调试&#xff0c;A ->B 之后&#xff0c;第一次调用 webView.back 会显示白屏&#xff0c;页面切换使用的 webView.loadUrl &#xff0c;代码如下&#xff1a;var sub plus.webview.create(_basePath pages/canlucate/canlucate.html, …
阅读更多...
C++ throw

C++ throw

我们知道C 异常处理的流程&#xff0c;具体为&#xff1a; 抛出&#xff08;Throw&#xff09;--> 检测&#xff08;Try&#xff09; --> 捕获&#xff08;Catch&#xff09;异常必须显式地抛出&#xff0c;才能被检测和捕获到&#xff1b;如果没有显式的抛出&#xff0…
阅读更多...
html移除click事件绑定,带你了解JQuery中绑定事件（bind()）和移除事件（unbind()）...

html移除click事件绑定,带你了解JQuery中绑定事件（bind()）和移除事件（unbind()）...

本文主要向大家详细介绍了jQuery的绑定事件和移除事件的使用方法和示例分享&#xff0c;这里推荐给有需要的小伙伴们参考下。有时候事件执行完了&#xff0c;想取消事件的效果可以通过一定的办法来处理。比如bind()(绑定事件)和unbind()(移除通过bind()方法添加的事件)方法来移…
阅读更多...
html怎么设计自己的网页,求一份自己设计的简单网页 HTML格式

html怎么设计自己的网页,求一份自己设计的简单网页 HTML格式

A&#xff1a;百格*特点&#xff1a;该仪器用于均匀划出一定规格尺寸的方格&#xff0c;通过评定方格内涂膜的完整程度来评定涂膜对基材附着程度&#xff0c;以‘级’表示。它主要用于有机涂料划格法附着力的测定&#xff0c;不仅适用于实验室&#xff0c;也可用于各种条件下的…
阅读更多...
VC2010 项目的创建

VC2010 项目的创建

在VC2010中创建一个项目 1 . 创建新项目。打开我们的VC2010&#xff0c;点工具栏第一个按钮&#xff08;New Project&#xff09;&#xff0c;或者菜单 File -> New -> Project…&#xff0c;或者按快捷键 CtrlShiftN&#xff0c;几种方式都可以。 2 . 在 “New Project…
阅读更多...
html5教学案例撰写,怎样撰写教育教学案例

html5教学案例撰写,怎样撰写教育教学案例

怎样撰写教育教学案例教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动。那么&#xff0c;怎样撰写教育教学案例呢?下面是小编收集整理的撰写教育教学案例的相关内容&#xff0c;希望对您有所帮助!1.撰写教育教学案例的思想准备要写好教育、教学案例&#xff0c;首…
阅读更多...
error C2143: syntax error : missing ';' before '}'

error C2143: syntax error : missing ';' before '}'

我们在运行C程序的时候经常会遇到错误&#xff0c;如果你遇到了这个错误&#xff1a;error C2143: syntax error : missing ‘;’ before ‘}’&#xff0c;那麽我将帮你解决这个错误。 错误展示 完整代码 #include <stdio.h> #define exchange(a,b){int t; ta;ab;bt} …
阅读更多...
绘制彩虹html代码,HTML5 Canvas 彩虹螺旋图生成器

绘制彩虹html代码,HTML5 Canvas 彩虹螺旋图生成器

JavaScript语言&#xff1a;JaveScriptBabelCoffeeScript确定$(function() {var myCanvas, context, width, height;var lines [],numberOfLines 12;var colours [#FFD800, #FF6A00, #FF0000, #0094FF, #0026FF, #4800FF, #7FFF8E, #B6FF00, #4CFF00, #FFFFFF];var Line fu…
阅读更多...
VC2010运行C程序时黑框一闪就没

VC2010运行C程序时黑框一闪就没

黑框一闪就没如何解决的呢&#xff1f; 首先我们要知道为什么黑框一闪就没 闪一下是因为它执行完输出函数(printf)后直接返回系统了。 解决办法 在程序里加一个system(“pause”)&#xff0c;这个是调用系统函数&#xff0c;到时候会显示"按任意键退出"。 使用方…
阅读更多...
厦门大学计算机科学与技术学院考研分数线,2020年厦门大学计算机科学与技术考研经验分享...

厦门大学计算机科学与技术学院考研分数线,2020年厦门大学计算机科学与技术考研经验分享...

原标题&#xff1a;2020年厦门大学计算机科学与技术考研经验分享大家好&#xff0c;我是育明考研小赵老师关于2020年厦门大学计算机科学与技术考研信息汇总&#xff0c;请参考一、院校介绍厦门大学(Xiamen University)&#xff0c;简称厦大(XMU)&#xff0c;是中华人民共和国教…
阅读更多...
Redis ops详解

Redis ops详解

Redis缓存数据库的ops问题 我们使用Java操作Redis数据库的时候&#xff0c;往往会输出和ops相关的内容&#xff0c;下面给大家讲解一下ops相关的内容。 ops是什么&#xff1f; redis中的OPS 即operation per second 每秒操作次数。意味着每秒对Redis的持久化操作。 所以我们…
阅读更多...
山东大学继续教育计算机在线作业,山东大学继续教育数文字电子技术基础习题3及答案.docx...

山东大学继续教育计算机在线作业,山东大学继续教育数文字电子技术基础习题3及答案.docx...

精品文档精品文档PAGEPAGE5精品文档PAGE..数字电子技术基础模拟卷3一填空。1逻辑代数中&#xff0c;基本的运算关系是与、或和非。2十进制数27转换成二进制数为11011&#xff1b;转换成8421BCD码是3在逻辑代数中&#xff0c;AABAB&#xff1b;A1。4同一个逻辑函数可以有不同的逻…
阅读更多...
Spring操作Redis

Spring操作Redis

在 Spring 中使用 Redis&#xff0c;除了需要 jedis.jar 外&#xff0c;还需要下载 spring-data-redis.jar&#xff0c;这里值得注意的是 jar 包和 Spring 版本兼容的问题&#xff0c;我使用的 jar 包版本是 1.8.1&#xff0c;而 Spring 的版本是 5.0.4&#xff0c;如果使用其他…
阅读更多...
考研规划计算机科学与技术,2021考研：计算机科学与技术研究方向及冲刺复习规划...

考研规划计算机科学与技术,2021考研：计算机科学与技术研究方向及冲刺复习规划...

一、研究方向20数据挖掘技术及应用21智能软件与计算理论22模式识别与图像处理23数据库理论及其应用技术24软件工程与面向对象设计&#xff0c;二、初试科目①101思想政治理论②201英语一③301数学一④408计算机学科专业基础综合三、考试内容和试卷结构数据结构、计算机组成原理…
阅读更多...
Redis的6种数据类型

Redis的6种数据类型

Redis 是一种基于内存的数据库&#xff0c;并且提供一定的持久化功能&#xff0c;它是一种键值&#xff08;key-value&#xff09;数据库&#xff0c;使用 key 作为索引找到当前缓存的数据&#xff0c;并且返回给程序调用者。 当前的 Redis 支持 6 种数据类型&#xff0c;它们…
阅读更多...
华师计算机基础在线作业秋,18秋华师《计算机基础》在线作业(20210408185935).pdf...

华师计算机基础在线作业秋,18秋华师《计算机基础》在线作业(20210408185935).pdf...

正确答案 :( 多选题 ) 6: 微型计算机的输入设备主要有 ______ 。A: 键盘B: 鼠标C: 显示器D: 扫描仪正确答案 :( 多选题 ) 7: 以下工具软件属于数据压缩软件的有 ________ 。A: A1UB: WinZipC: RealPlayerD: WinRAR正确答案 :( 多选题 ) 8: 在 Excel 工作表中建立函数的方法有 _…
阅读更多...
NoSQL和传统数据库的区别

NoSQL和传统数据库的区别

Redis 等 NoSQL 工具也能够存储数据&#xff0c;有人认为 NoSQL 来会取代数据库&#xff0c;但是我不那么认为&#xff0c;我们要理解 NoSQL 和传统数据库的差异。 首先&#xff0c;NoSQL 的数据主要存储在内存中&#xff08;部分可以持久化到磁盘&#xff09;&#xff0c;而数…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023