[Effective C++ --027]尽量少做转型动作

引言                                                                                                                                                                                               

C风格的转型动作

 (T)expression     // 将expression转型为T

函数风格的转型动作看起来像这样

 T（expression）   // 将expression转型为T

C++风格的四种转型

const_cast<T>(expression)
dynamic_cast<T>(expression)
reinterpret_cast<T>(expression)
static_cast<T>(expression) 

第一节 C++各种转型的区别                                                                                                                                                           

・const_cast 一般用于强制消除对象的常量性。它是唯一能做到这一点的 C++ 风格的强制转型。

・dynamic_cast 主要用于执行“安全的向下转型（safe downcasting）”，也就是说，要确定一个对象是否是一个继承体系中的一个特定类型。它是唯一不能用旧风格语法执行的强制转型，也是唯一可能有重大运行时代价的强制转型。
・reinterpret_cast 是特意用于底层的强制转型，导致实现依赖（implementation-dependent）（就是说，不可移植）的结果，例如，将一个指针转型为一个整数。这样的强制转型在底层代码以外应该极为罕见。

・static_cast 可以被用于强制隐型转换（例如，non-const 对象转型为 const 对象，int 转型为 double，等等），它还可以用于很多这样的转换的反向转换（例如，void* 指针转型为有类型指针，基类指针转型为派生类指针），但是它不能将一个 const 对象转型为 non-const 对象（只有 const_cast 能做到），它最接近于C-style的转换。

区别：

dynamic_cast可用于继承体系中的向下转型，即将基类指针转换为派生类指针，比static_cast更严格更安全。dynamic_cast在执行效率上比static_cast要差一些,但static_cast在更宽上范围内可以完成映射,这种不加限制的映射伴随着不安全性.static_cast覆盖的变换类型除类层次的静态导航以外,还包括无映射变换,窄化变换(这种变换会导致对象切片,丢失信息),用VOID*的强制变换,隐式类型变换等。

reinterpret_cast是为了映射到一个完全不同类型的意思,这个关键词在我们需要把类型映射回原有类型时用到它.我们映射到的类型仅仅是为了故弄玄虚和其他目的,这是所有映射中最危险的.(这句话是C++编程思想中的原话)

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作数类型. 它们不是互逆的; static_cast 在编译时使用类型信息执行转换, 在转换执行必要的检测(诸如指针越界计算, 类型检查). 其操作数相对是安全的. 另一方面, reinterpret_cast 仅仅是重新解释了给出的对象的比特模型而没有进行二进制转换。

总结：

1、static_cast，支持子类指针到父类指针的转换，并根据实际情况调整指针的值，反过来也支持，但会给出编译警告，它作用最类似C风格的“强制转换”，一般来说可认为它是安全的；

2、dynamic_cast，支持父类指针到子类指针的转换，并根据实际情况调整指针的值，和static_cast不同，反过来它就不支持了，会导致编译错误，这种转换是最安全的转换；

3、reinterpret_cast，支持任何转换，但仅仅是如它的名字所描述的那样“重解释”而已，不会对指针的值进行任何调整，用它完全可以做到“指鹿为马”，但很明显，它是最不安全的转换，使用它的时候，你得头脑清醒，知道自己在干什么；

4、const_cast，这个转换能剥离一个对象的const属性，也就是说允许你对常量进行修改。

第二节 转型的使用                                                                                                                                                                          

假设我们有以下的代码

 class Base {...};
 class Derived: public Base {...};
 Derived d;
 Base* pb = &d;           // 隐喻的将Derived*转换为Base*

在上述代码中，我们建立了一个base class指针指向派生类对象，但有时候上述的两个指针的值并不相同。这种情况下会有偏移量在运行期间被施与Derived指针上，用以取得正确的Base*指针值。

这就表明，单一对象(比如派生类对象)可能拥有一个以上的地址（比如以Base*指向它时的地址和以Derived*指向它时的地址）。事实上，一旦发生多重继承，这事一直都在发生。

需要注意的是：上面的偏移量是随着编译器不同而不同的。

在调用基类的虚函数的时候，也很容易出现以下的问题：

需求：在基类和派生类都定义了虚函数的时候，如果我们想要在派生类中调用父类的函数。

 class Base {
 public:
     virtual void onResize() {...};
 };

 class Device: public Base {
 public:
     virtual void onResize() {
         static_cast<Base>(*this).onResize();   // 调用基类的onResize函数，实际是不可行的
         ...
     }
 };

在红色的代码中，*this转型为Base，调用Base：：onResize。但是，它调用的并不是当前对象上的函数，而是稍早转型动作所建立的一个“*this对象的Base Class”的副本。

改法很简单，拿掉转型，直接调用即可：

 class Base {
 public:
     virtual void onResize() {...};
 };

 class Device: public Base {
 public:
     virtual void onResize() {
         Base::onResize();   // 调用基类的onResize函数
         ...
     }
 };

在这一节中，作者还讲述了两种避免转型的方法，其实原理都是一样的：直接调用，避免过多的转型！

◆总结                                                                                                                                                                                       

1.如果可以，尽量避免转型，特别是在注重效率的代码中避免使用dynamic_cast

2.如果必须要转型，请试着将其隐藏在某个函数背后

3.宁可使用C++新型的转换，不用旧式转型