C++学习笔记（十一）：void*指针、类型转换和动态内存分配

void*指针

void关键字表示“空类型”的概念。但是，这里的“空类型”不表示“任意类型”，而是表示不存在的意思，也就是说C/C++不允许你写语句void a，不存在类型为void的东西.

void*表示“空类型指针”，与void不同，void*表示“任意类型的指针”或表示“该指针与一地址值相关，但是不清楚在此地址上的对象的类型”。

类型转换

C风格转换：

 int i;
 double d;

 i = (int) d;
 //或
 i = int (d);

C风格转换在C++中是适用的。但是C++也提供了4种转换方法。

那为什么还需要一个新的C++类型的强制转换呢？

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。

C++转换：

static_cast(exp)

用于相关类型之间的转换，诸如：在同一个类的继承层次关系中，向上或向下转换；枚举类型与整数类型之间的转换；浮点类型与指数类型之间的转换。

static_cast它能在内置的数据类型间互相转换，对于类只能在有联系的指针类型间进行转换。可以在继承体系中把指针转换来、转换去，但是不能转换成继承体系外的一种类型

 class A { ... };
 class B { ... };
 class D : public B { ... };
 void f(B* pb, D* pd)
 {
     D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指针
     B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的
     A* pa2 = static_cast<A*>(pb);        //错误A与B没有继承关系
     ...
 }

reinterpret_cast(exp)

字面理解即re-interpret，重新解析（释）的意思。故名思意，它主要用于不相关类型之间的转换，好一个英文单词在不同的上下文中，词性和词义可能完全不同。它为不同类型之间转换带来的便利，但是也伴随着风险的，如将一个十六进制整数转换为内存地址（由int-->指针类型，这两种类型完全不关联）。既然是用于不相关类型之间的转换，也就意味着编译器不会做太多的确认和承诺。
reinterpret_cast方式还有一个特点就是：目标和原始值之间至少有相同的位数，我们可以将转换之后的值再转换回去，而不像其它3种类型可能会导致精度丢失。

dynamic_cast(exp)

一种运行时（run-time）检测的类型转换，因此转换可能需要较大的运行时代价，这种类型也是用C-style是无法实现的。主要用于执行类型向下转换和继承之间的转换。

dynamic_cast 仅能应用于指针或者引用，不支持内置数据类型
表达式dynamic_cast<T*>(a) 将a值转换为类型为T的对象指针。如果类型T不是a的某个基类型，该操作将返回一个空指针。
它不仅仅像static_cast那样，检查转换前后的两个指针是否属于同一个继承树，它还要检查被指针引用的对象的实际类型，确定转换是否可行。

const_cast(exp)

用于消除变量的const限定，转换之后的变量就不再具有“const”了，如果是一个const指针的话，转换之后可以改变指向而指向其它对象。

说明：

通常情况下dynamic_cast最好些，它检查的更严格些，其次是static_cast，而后两者也就是const_cast和reinterpret_cast较之前两者貌似不太常用，而且也不推荐使用，const_cast在用于去除const的地方还是有所发挥的，reinterpret_cast在转换时，不会在内存中进行补足比特位(例如int转换到double，需要补足4字节)，这往往是不安全的，而且代码也是不可移植的。

动态内存分配

一般来说，编译器将内存分为三部分：静态存储区域、栈、堆。静态存储区主要保存全局变量和静态变量，栈存储调用函数相关的变量、地址等，堆存储动态生成的变量。 在c中是指由malloc,free运算产生释放的存储空间，在c++中就是指new和delete运算符作用的存储区域。

对象创建的两种方式：

类示例：

 #include <iostream>
 using namespace std;  

 class TestNew
 {
 private:
     int ID;
 public:
     TestNew(int ID);
     ~TestNew();
 };  

 TestNew::TestNew(int ID)
 {
     this->ID = ID;
 }  

 TestNew::~TestNew()
 {
     std::cout<<"对象 "<<this->ID<<" 执行析构函数"<<std::endl;
 }

方法一：

ClassName object(param);

 TestNew test();

这样就声明了一个ClassName类型的object对象，C++会为它分配足够的存放对象所有成员的存储空间。
这种方法创建的对象，内存分配是分配到栈中的，由C++缺省创建和撤销，自动调用构造函数和析构函数。
该方法创建的对象调用类方法时，必须用“.”，而不能用“->”。

在函数中使用该方法时，函数内局部变量的存储单元都在栈上创建，函数执行结束后在将这些局部变量的内存空间回收。
在栈上分配内存空间效率很高，但是分配的内存容量有限。

方法二：

ClassName *object=new ClassName(param);
delete object;

 TestNew *pTest = new TestNew();
 delete pTest;

C++用new创建对象时返回的是一个对象指针，object指向一个ClassName的对象，C++分配给object的仅仅是存放指针值的空间。
用new 动态创建的对象必须用delete来撤销该对象。只有delete对象才会调用其析构函数。
new创建的对象不是用“*”或“.”来访问该对象的成员函数的，而是用运算符“->”;

new创建类对象特点：

1. new创建类对象需要指针接收，一处初始化，多处使用
2. new创建类对象使用完需delete销毁
3. new创建对象直接使用堆空间，而局部不用new定义类对象则使用栈空间
4. new对象指针用途广泛，比如作为函数返回值、函数参数等