新型的類型轉換（九）

        我們之前在 C 語言進行類型轉換是強制類型轉換的，這樣極易出 bug，還不易查找。格式如下：(Type)(Experssion) 或 Type(Experssion)，我們來看個示例代碼，看看 C 語言中的強制類型轉換

#include <stdio.h>

typedef void(PF)(int);

struct Point
{
    int x;
    int y;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    int v = 0x12345;
    PF* pf = (PF*)v;
    char c = char(v);
    Point* p = (Point*)v;
    
    pf(5);
    
    printf("p->x = %d\n", p->x);
    printf("p->y = %d\n", p->y);
    
    return 0;
}

        編譯結果如下

        我們看到直接運行段錯誤，但是它編譯是通過的，因此我們如果在大型的項目中是難以查找 bug 的。

        在 C 方式的強制類型轉換的過程中，它存在的問題：a> 過于粗暴：任意類型之間都可以進行轉換，編譯器很難判斷其正確性；b> 難于定位：在源碼中無法快速定位所有使用強制類型轉換的語句。那么強制類型轉換在實際工程中是很難完全避免的！如何進行更加安全可靠的轉換呢？在 C++ 中出現了新式類型轉換，C++ 將強制類型轉換分為 4 中不同的類型：a> static_cast；b> const_cast；c> dynamic_cast；d> reinterpret_cast；用法是：xxx_cast<Type>(Expression)。下來我們分別來講下這四種新式類型轉換的特點及要求

        A、static_cast 強制類型轉換

        用于基本類型間的轉換；不能用于基本類型指針間的轉換；用于有繼承關系類對象之間的轉換和類指針之間的轉換。

        B、const_cast 強制類型轉換

        用于去除變量的只讀屬性；強制轉換的目標類型必須是指針或引用。

        C、reinterpret_cast 強制類型轉換

        用于指針類型間的強制轉換；用于整數和指針類型間的強制轉換。

        D、dynamic_cast 強制類型轉換

        用于有繼承關系的類指針間的轉換；用于有交叉關系的類指針間的轉換；具有類型檢查的功能；需要虛函數的支持。

        關于上面講到的有些概念，我們會在后面進行詳細的介紹，下來我們以代碼為例進行分析

#include <stdio.h>

void static_cast_demo()
{
    int i = 0x12345;
    char c = 'c';
    int* pi = &i;
    char* pc = &c;
    
    c = static_cast<char>(i);
    pc = static_cast<char*>(pi);    // error
}

void const_cast_demo()
{
    const int& j = 1;
    int& k = const_cast<int&>(j);
    
    const int x = 2;
    int& y = const_cast<int&>(x);
    
    int z = const_cast<int>(x);    // error
    
    k = 5;
    
    printf("k = %d\n", k);
    printf("j = %d\n", j);
    
    y = 8;
    
    printf("x = %d\n", x);
    printf("y = %d\n", y);
    printf("&x = %p\n", &x);
    printf("&y = %p\n", &y);
}

void reinterpret_cast_demo()
{
    int i = 0;
    char c = 'c';
    int* pi = &i;
    char* pc = &c;
    
    pc = reinterpret_cast<char*>(pi);
    pi = reinterpret_cast<int*>(pc);
    pi = reinterpret_cast<int*>(i);
    c = reinterpret_cast<char>(i);     // error
}

void dynamic_cast_demo()
{
    int i = 0;
    int* pi = &i;
    char* pc = dynamic_cast<char*>(pi);    // error
}

int main()
{
    static_cast_demo();
    const_cast_demo();
    reinterpret_cast_demo();
    dynamic_cast_demo();
    
    return 0;
}

        我們來分析下這個代碼，在 static_cast_demo 中，static_cast 不能用于指針間的轉換，所以第 11 行會報錯。在 const_cast_demo 中，第 16 行定義了一個具有只讀屬性的變量 j，我們還是可以通過 const_cast 來改變它的屬性的。第 19 行定義了一個真正意義上的常量，它會進入到符號表中，但在棧上會為它分配 4 個字節的空間，所以第 20 行的也會成功。const_cast 強制轉換的目標類型必須是指針或引用，所以第 22 行會報錯。第 26 、 27 行會打印出 5、5；第 31 - 34 會打印出 2、8、后面兩個地址是一樣的。在 reinterpret_cast_demo 中，reinterpret_cast 用于指針類型間及整數和指針類型間的強制轉換，所以第 47 行會報錯。在 dynamic_cast_demo 中，第 54 行會報錯。我們來看看編譯結果

        我們分別注釋掉這幾行，再來編譯，看看結果是否如我們所分析的那樣

        我們看到和我們所分析的是一致的。通過對強制類型轉換的學習，總結如下：1、C 方式的強制類型轉換：a> 過于粗暴。 b> 潛在的問題不易被發現。 c> 不易在代碼中定位；2、新式類型轉換以 C++ 關鍵字的方式出現：a> 編譯器能幫助檢查潛在的問題。 b> 非常方便的在代碼中定位。 c> 支持動態類型識別（dynamic_cast）。

        歡迎大家一起來學習 C++ 語言，可以加我QQ：243343083。