本文主要是介绍【c++】强制类型转化,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
一、前言
在C++语言中新增了四个关键字static_cast、const_cast、reinterpret_cast和dynamic_cast。这四个关键字都是用于强制类型转换的。
新类型的强制转换可以提供更好的控制强制转换过程,允许控制各种不同种类的强制转换。
C++中风格是static_cast<type>(content)。C++风格的强制转换其他的好处是,它们能更清晰的表明它们要干什么。程序员只要扫一眼这样的代码,就能立即知道一个强制转换的目的。
二、static_case
static_case:静态转换是最常用的一种类型转换,它可以在不同但相关的类型之间进行转换,如基本数据类型之间的转换、父类指针向子类指针的转换等。但是需要注意的是,静态转换没有运行时类型检查,因此在进行转换时需要确保类型之间是相关的,否则可能会导致错误。
int a = 10;
int b = 3;
double result = (double)a / (double)b;
它主要有如下几种用法:
- 用于类层次结构中基类和派生类之间指针或引用的转换
- 进行上行转换(把派生类的指针或引用转换成基类表示)是安全的
- 进行下行转换(把基类的指针或引用转换为派生类表示),由于没有动态类型检查,所以是不安全的
- 用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char。这种转换的安全也要开发人员来保证
- 把空指针转换成目标类型的空指针
- 把任何类型的表达式转换为void类型
- 注意:static_cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。
static_cast:可以实现C++中内置基本数据类型之间的相互转换。
如果涉及到类的话,static_cast只能在有相互联系的类型中进行相互转换,不一定包含虚函数。
三、const_cast
在C语言中,const限定符通常被用来限定变量,用于表示该变量的值不能被修改。
而const_cast则正是用于强制去掉这种不能被修改的常数特性,但需要特别注意的是const_cast不是用于去除变量的常量性,而是去除指向常数对象的指针或引用的常量性,其去除常量性的对象必须为指针或引用。
示例代码:
const int a = 100;
int* p = const_cast<int*>(&a);
*p = 200;cout << *p << endl;
cout << a << endl;
运行截图:
在上面的例子中,用p指向常量a,并且用const_cast去除p指针的常性,再对p指针解引用进行赋值,发现p中存放的值是被改变,但是a的值还是没有改变。
为什么相同的地址,*p的值改变了,但是a的值没有改变?
其实这是一件好事,我们要庆幸a变量最终的值没有变成200!变量a一开始就被声明为一个常量变量,不管后面的程序怎么处理,它就是一个常量,就是不会变化的。一旦一个项目工程非常庞大的时候,在程序某个地方出现了一个p这样的指针,它可以修改常量a,这是一件很可怕的事情的,可以说是一个程序的漏洞,毕竟将变量a声明为常量就是不希望修改它,如果后面能修改,这就太恐怖了。
如果加上volatile呢?
volatile const int a = 100;
int* p = const_cast<int*>(&a);
*p = 200;cout << *p << endl;
cout << a << endl;
如果不加volatile,a就没有被修改,因为编译器做出的优化,将const修饰的a的值直接存放到寄存器当中,或者直接将a替换成2,加了volatile就会去内存当中寻找a的值,就能修改。
四、reinterpret_cast
在C++语言中,reinterpret_cast主要有三种强制转换用途:改变指针或引用的类型、将指针或引用转换为一个足够长度的整形、将整型转换为指针或引用类型。
//reinterpret_cast 不相近类型之间的转换
int main()
{double d = 12.34;int a = static_cast<int>(d);cout << a << endl;//12//int *p = static_cast<int*>(&a);这里使用static_cast会报错,应该使用reinterpret_castint* p = reinterpret_cast<int*>(&a);cout << *p << endl;//12return 0;
}
在使用reinterpret_cast强制转换过程仅仅只是比特位的拷贝,这种转换的结果会导致实际编程中的指针指向的内容是不明确的,因此需要开发者自行确保转换的安全性,谨慎使用。
五、dynamic_cast
- 以上三种强制类型转化都是编译时完成的,dynamic_cast是在运行时处理的,运行时要进行类型检查
- 不能用于基本数据类型的强制转换,一般是用于父类指针或者引用向子类指针或者引用进行类型转换。
- 如果转化成功的话,返回指向类的指针或者引用,如果转化失败的话,是返回NULL。
- 要使用dynamic_cast进行转化,基类一定要有虚函数,否则编译不通过。因为只有当类中存在虚函数,就说明它有想让基类指针或者引用指向派生类对象的情况,此时进行了类型转换才有意义。运行时类型检查需要运行时类型信息,这个信息保存在虚函数表当中。
- 相比static_cast,上行转换的效果一致,但下行转换时,dynamic_cast多了类型检查,比static_cast更加安全。
#include <iostream>class Base {
public:virtual ~Base() {}
};class Derived : public Base {
public:void DerivedMethod() {std::cout << "Derived method called." << std::endl;}
};int main() {Base* da = new Derived;Derived* db = dynamic_cast<Derived*>(da);if (db) {db->DerivedMethod();}else {std::cout << "dynamic_cast failed." << std::endl;}delete da;return 0;
}
结果:
Derived method called.
如果父类指针本来指向父类对象,被类型转化为子类指针,如果强制转换,那么会存在越界访问的问题,此时如果用dynamic_cast进行转换,那么会得到一个空指针,如果这个父类指针指向子类对象,转化为子类指针,不存在安全问题,所以此时用dynamic_cast转换就是安全的。
注意:父类必须包含虚函数,要不然dynamic_cast就不能用了。
这篇关于【c++】强制类型转化的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!