C++中的四种转型操作符

在具体介绍C++中的四种转型操作符之前，我们先来说说旧式转型的缺点：

①它差点儿同意将不论什么类型转换为不论什么其它类型，这是十分拙劣的。假设每次转型都可以更精确地指明意图，则更好。

②旧式转型难以辨识。旧式转型的语法结构是由一对小括号加上一个对象名称组成。而小括号和对象名称在C++的不论什么地方都有可能被使用。

为解决C旧式转型的缺点，C++导入了4个新的转型操作符：static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast。

以下我来一一分析这四种转型操作符。

1）static_cast

static_cast基本上拥有与C旧式转型同样的威力与意义，以及同样的限制。

比如。不可以利用static_cast将一个struct转型为int。或将一个double转型为pointer；这些都是C旧式转型动作原本就不可以完毕的任务。

static_cast甚至不可以移除表达式的常量性。

int a,b;

...

double c = static_cast<double>(a)/b;

2）const_cast

const_cast用来改变表达式中的常量性（constness）或变易性（volatileness）。使用const_cast，便是对人类（以及编译器）强调，通过这个转型操作符，我们唯一想改变的是某物的常量性或变易性。

假设将const_cast应用于上述以为的用途。那么转型动作会被拒绝。以下看一个样例：

class Widget{...};

class SpecialWidget:public Widget {...};

void update(SpecialWidget* psw);

SpecialWidget sw;//sw是个non-const对象

const SpecialWidget& csw = sw;//csw却是一个代表sw的reference。并视之为一个const对象

update(&csw);//错误！

不能讲const SpecialWidget*传给一个须要SpecialWidget*的函数

update(const_cast<SpecialWidget*>(&csw));//可！

&csw的常量性被去除了。也因此，csw（亦即sw）在此函数中可被更改。

update((SpecialWidget*)&csw);//情况同上，但使用的是较难辨识的c旧式转型语法

Widget* pw = new SpecialWidget;

update(pw);//错误！pw的类型是Widget*，但update()须要的却是SpecialWidget*。

update(const_cast<SpecialWidgt*>(pw));//错误！const_cast仅仅能用来影响常量性或变易性，无法进行继承体系的向下转型动作。

3）dynamic_cast

①dynamic_cast用来运行继承体系中”安全地向下转型或跨系转型动作“。

也就是说你能够利用dynamic_cast。将”指向base class objects的pointers或references“转型为”指向derived（或sibling base）class objects的pointers或references“，并得知转型是否成功。

假设转型失败，会以一个null指针（当转型对象是指针）或一个exception（当转型对象是reference）表现出来：

Widget* pw;

...

update(dynamic_cast<SpecialWidget*>(pw));//非常好，传给update()一个指针，指向pw所指的SpecialWidget----假设pw真的指向这种东西。否则传过去的将是一个null指针

void updateViaRef(SpecialWidget& rsw);

updateViaRef(dynamic_cast<SpecialWidget&>(*pw));//非常好。传给updateViaRef()的是pw所指的SpecialWidget----假设pw真的指向这种东西；否则抛出一个exception

dynamic_cast仅仅能用来助你巡航于继承体系之下。它无法应用在缺乏虚函数的类型身上，也不能改变类型的常量性。

②dynamic_cast的第二个用途是找出被某对象占用的内存的起始点。比如：

class HeapTracked

{

public:

bool isOnheap() const;

private:

typedef const void* RawAddress;

static list<RawAddress> addresses;

};

bool HeapTracked::isOnheap() const

{

const void* rawAddress = dynamic_cast<const void*>(this);//取得一个指针，指向*this所占内存的起始处

list<RawAddress>::iterator it = find(addresses.begin(),addresses.end(),rawAddress);

return it != addresses.end();

}

凡涉及”多重继承或虚拟基类“的对象，会拥有多个地址，仅仅要简单地将指针”动态转型“为void*（或const void*或volatile void*或const volatile void*），便会获得一个指针，指向”原指针所指对象“的内存起始处。

只是，dynamic_cast仅仅适用于那种”所指对象至少有一个虚函数“的指针身上。

4）reinterpret_cast

这个操作符的转换结果差点儿总是与编译平台息息相关。所以reinterpret_cast不具移植性。

reinterpret_cast的最经常使用用途是转换”函数指针“类型。

如果有一个数组。存储的都是函数指针。有特定的类型：

typedef void (*FuncPtr)();//FuncPtr是个指针，指向某个函数。

FuncPtr funcPtrArray[10];//funcPtrArray是个数组，内有10个FuncPtrs。

如果因为某种原因，你希望将下面函数的一个指针放进funcPtrArray中：

int doSomething();

假设没有转型。不可能办到这一点，由于doSomething的类型与funcPtrArray所能接受的不同。

funcPtrArray内各函数指针所指函数的返回值是void，但doSomething的返回值却是int：

funPtrArray[0] = &doSomething;//错误！类型不正确

使用reinterpret_cast，能够强迫编译器了解你的意图。

funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);

函数指针的转型动作并不具有移植性（C++不保证全部的函数指针都能以此方式又一次呈现），某些情况下这种转型可能会导致不对的结果，所以应该尽量避免将函数指针转型。

假设编译器尚未支持这些新式转型动作，也能够使用传统转型方式代替static_cast、const_cast和reinterpret_cast。甚至能够利用宏来仿真这些新语法。

#define static_cast(TYPE,EXPR) ((TYPE)(EXPR))

#define const_cast(TYPE,EXPR) ((TYPE)(EXPR))

#define reinterpret_cast(TYPE,EXPR) ((TYPE)(EXPR))

至于dynamic_cast，也可回头使用旧式的C型语法。或者定义一个宏。可是它们不可能告诉你转型是否成功。