首先回顧一下C++類型轉換：
C++類型轉換分為：隐式類型轉換和顯式類型轉換
第1部分. 隐式類型轉換
何時發生隐式類型轉換
在下面這些情況下，編譯器會自動地轉換運算對象的類型：
- 在大多數表達式中，比int類型小的整型值首先提升為較大的整數類型
- 在條件中，非布爾值轉換為布爾類型
- 初始化過程中，初始值轉換成變量的類型；在指派語句中，右側運算對象轉換成左側運算對象的類型
- 如果算術運算或關系運算的運算對象有多種類型，需要轉換成同一種類型
- 函數調用時也會發生類型轉換
又稱為“标準轉換”，包括以下幾種情況：
1) 算術轉換(Arithmetic conversion) : 在混合類型的算術表達式中, 最寬的資料類型成為目标轉換類型。
int ival = 3;
double dval = 3.14159;
ival + dval;//ival被提升為double類型
2)一種類型表達式指派給另一種類型的對象：目标類型是被指派對象的類型
int *pi = 0; // 0被轉化為int *類型
ival = dval; // double->int
例外：void指針指派給其他指定類型指針時，不存在标準轉換，編譯出錯
3)将一個表達式作為實參傳遞給函數調用，此時形參和實參類型不一緻：目标轉換類型為形參的類型
extern double sqrt(double);
cout << "The square root of 2 is " << sqrt(2) << endl;
//2被提升為double類型：2.0
4)從一個函數傳回一個表達式，表達式類型與傳回類型不一緻：目标轉換類型為函數的傳回類型
double difference(int ival1, int ival2)
{
return ival1 - ival2;
//傳回值被提升為double類型
}
其他隐式轉換
除了算術轉換之外還有幾種隐式轉換，包括如下幾種：
數組轉換成指針： 在大多數用到數組的表達式中，數組自動轉換成指向數組首元素的指針：
int ia[10]; //含有10個整數的數組
int *ip=ia; //ia轉換成指向數組首元素的指針
當數組被用作decltype關鍵字的參數，或者作為取位址符（&）、sizeof及typeid等運算符的運算對象時，上述轉換不會發生。同樣的，如果用一個引用來初始化數組，上述轉換也不會發生。
指針的轉換：C++還規定了幾種其他轉換方式，包括常量整數值0或字面值nullptr能轉換成任意指針類型；指向任意非常量的指針能轉換成void*；指向任意對象的指針能轉換成const void*。
轉換成布爾類型：存在一種從算術類型或指針類型向布爾類型自動轉換的機制。如果指針或算術類型的值為0，轉換結果為false；否則轉換結果是true；
轉換成常量：允許将指向非常量類型的指針轉換成指向相應的常量類型的指針，對于引用也是這樣。也就是說，如果T是一種類型，我們就能将指向T的指針或引用分别轉換成指向const T的指針或引用。相反的轉換不存在，因為它試圖删除掉底層const。
類類型定義的轉換：類類型能定義由編譯器自動執行的轉換，不過編譯器每次隻能執行一種類類型的轉換。
第2部分. 顯式類型轉換
被稱為“強制類型轉換”(cast)
C 風格： (type-id)
C++風格： static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast..
| 關于強制類型轉換的問題，很多書都讨論過，寫的最詳細的是C++ 之父的《C++ 的設計和演化》。最好的解決方法就是不要使用C風格的強制類型轉換，而是使用标準C++的類型轉換符：static_cast, dynamic_cast。标準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 ) 說明：該運算符把expression轉換為type-id類型，但沒有運作時類型檢查來保證轉換的安全性。 來源：為什麼需要static_cast強制轉換？ 情況1：void指針->其他類型指針 情況2：改變通常的标準轉換 情況3：避免出現可能多種轉換的歧義 用法：static_cast < type-id > ( exdivssion ) 該運算符把exdivssion轉換為type-id類型，但沒有運作時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法： ①用于類層次結構中基類和子類之間指針或引用的轉換。 進行上行轉換（把子類的指針或引用轉換成基類表示）是安全的； 進行下行轉換（把基類指針或引用轉換成子類表示）時，由于沒有動态類型檢查，是以是不安全的。 ②用于基本資料類型之間的轉換，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。 ③把空指針轉換成目标類型的空指針。 ④把任何類型的表達式轉換成void類型。 注意：static_cast 不能轉換掉exdivssion的const、volitale、或者__unaligned屬性。 它主要有如下幾種用法：
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 ) 說明：該運算符把expression轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指針、類的引用或者void *；如果type-id是類指針類型，那麼expression也必須是一個指針，如果type-id是一個引用，那麼expression也必須是一個引用。 來源：為什麼需要dynamic_cast強制轉換？ 簡單的說，當無法使用virtual函數的時候 用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion ) 該運算符把exdivssion轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指針、類的引用或者void *； 如果type-id是類指針類型，那麼exdivssion也必須是一個指針，如果type-id是一個引用，那麼exdivssion也必須是一個引用。 dynamic_cast主要用于類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用于類之間的交叉轉換。 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。 上行轉換（up-casting）與下行轉換（down-casting）看到這個，讀者可能會問，哪些轉換不安全？根據前面所舉的例子，可以看到，不安全來源于兩個方面：其一是類型的窄化轉化，會導緻資料位數的丢失；其二是在類繼承鍊中，将父類對象的位址（指針）強制轉化成子類的位址（指針），這就是所謂的下行轉換。“下”表示沿着繼承鍊向下走（向子類的方向走）。 類似地，上行轉換的“上”表示沿繼承鍊向上走（向父類的方向走）。 我們給出結論，上行轉換一般是安全的，下行轉換很可能是不安全的。 為什麼呢？因為子類中包含父類，是以上行轉換（隻能調用父類的方法，引用父類的成員變量）一般是安全的。但父類中卻沒有子類的任何資訊，而下行轉換會調用到子類的方法、引用子類的成員變量，這些父類都沒有，是以很容易“指鹿為馬”或者幹脆指向不存在的記憶體空間。 值得一說的是，不安全的轉換不一定會導緻程式出錯，比如一些窄化轉換在很多場合都會被頻繁地使用，前提是程式員足夠小心以防止資料溢出；下行轉換關鍵看其“本質”是什麼，比如一個父類指針指向子類，再将這個父類指針轉成子類指針，這種下行轉換就不會有問題。 針對類指針的問題，C++特别設計了更加細緻的轉換方法，分别有： static_cast <new_type> (expression) dynamic_cast <new_type> (expression) reinterpret_cast <new_type> (expression) const_cast <new_type> (expression) 可以提升轉換的安全性。 class B{ public: int m_iNum; virtual void foo(); }; class D:public B{ char *m_szName[100]; void func(B *pb){ D *pd1 = static_cast (pb); D *pd2 = dynamic_cast(pb); 在上面的代碼段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，并且對這兩個指針執行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将是一個指向該對象的指針，對它進行D類型的操作将是不安全的（如通路m_szName）， 而pd2将是一個空指針。 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。 這是由于運作時類型檢查需要運作時類型資訊，而這個資訊存儲在類的虛函數表（ 關于虛函數表的概念，詳細可見）中，隻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{ virtual void f(){} class B:public A{ class D:public A{ void foo(){ B *pb = new B; pb->m_iNum = 100; 典型案例： Wicrosoft公司提供給我們一個類庫，其中提供一個類Employee.以頭檔案Eemployee.h和類庫.lib分發給使用者 顯然我們并無法得到類的實作的源代碼 //Emplyee.h class Employee virtual int salary(); class Manager : public Employee public: int salary(); class Programmer : public Employee 我們公司在開發的時候建立有如下類: class MyCompany void payroll(Employee *pe); //  void MyCompany::payroll(Employee *pe) //do something 但是開發到後期，我們希望能增加一個bonus()的成員函數到W$公司提供的類層次中。 假設我們知道源代碼的情況下，很簡單，增加虛函數： virtual int bonus(); int bonus(); //Emplyee.cpp //pe->bonus(); 但是現在情況是，我們并不能修改源代碼，怎麼辦？dynamic_cast華麗登場了！ 在Employee.h中增加bonus()聲明，在另一個地方定義此函數，修改調用函數payroll().重新編譯，ok int bonus();//直接在這裡擴充 //somewhere.cpp //define Programmer *pm = dynamic_cast<Programmer *>(pe); //如果pe實際指向一個Programmer對象,dynamic_cast成功，并且開始指向Programmer對象起始處 if(pm) { //call Programmer::bonus() } //如果pe不是實際指向Programmer對象，dynamic_cast失敗，并且pm = 0 else //use Employee member functions 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 Base int m_iNum; virtual void foo(); class Derived:public Base char *m_szName[100]; void func(Base *pb) Derived *pd1 = static_cast<Derived *>(pb); Derived *pd2 = dynamic_cast<Derived *>(pb); 在上面的代碼段中， 如果pb實際指向一個Derived類型的對象，pd1和pd2是一樣的，并且對這兩個指針執行Derived類型的任何操作都是安全的； 如果pb實際指向的是一個Base類型的對象，那麼pd1将是一個指向該對象的指針，對它進行Derived類型的操作将是不安全的（如通路m_szName），而pd2将是一個空指針(即0，因為dynamic_cast失敗)。 另外要注意：Base要有虛函數，否則會編譯出錯；static_cast則沒有這個限制。這是由于運作時類型檢查需要運作時類型資訊，而這個資訊存儲在類的虛函數表（關于虛函數表的概念，詳細可見<Inside c++ object model>）中，隻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。 virtual void f(){} class Derived1 : public Base class Derived2 : public Base void foo() derived1 *pd1 = new Drived1; pd1->m_iNum = 100; Derived2 *pd2 = static_cast<Derived2 *>(pd1); //compile error Derived2 *pd2 = dynamic_cast<Derived2 *>(pd1); //pd2 is NULL delete pd1; 在函數foo中，使用static_cast進行轉換是不被允許的，将在編譯時出錯；而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的，結果是空指針。 reinpreter_cast 用法：reinpreter_cast<type-id> (expression) 說明：type-id必須是一個指針、引用、算術類型、函數指針或者成員指針。它可以把一個指針轉換成一個整數，也可以把一個整數轉換成一個指針（先把一個指針轉換成一個整數，在把該整數轉換成原類型的指針，還可以得到原先的指針值）。 該運算符的用法比較多。 const_cast 用法：const_cast<type_id> (expression) 說明：該運算符用來修改類型的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。 常量指針被轉化成非常量指針，并且仍然指向原來的對象；常量引用被轉換成非常量引用，并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： 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。 |