C++中的显式类型转换

一、学习总结

1.C++中额外提供的类型转换有

(1) reinterpret_cast:

格式：reinterpret_cast<type-id> (expression)
①type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或成员指针。
②可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成指针。
③跟C风格的强制类型转换类似(相当于C中使用小括号进行的类型转换)，没有安全性检测。
eg:
int *p = (int *)pstr;
int *p = reinterpret_cast<int *>pstr;
注意：reinterpret_cast只能进行类型转换，但是不能去掉const属性

(2) const_cast

格式：const_cast<type-id> (expression)
①const_cast用于去除原类型的const或volatile属性。除了const和volatile修饰之外type-id需要和expression的类型是一样的(也就是说只有去
除const和volatile属性的功能)

对于const的转换的作用应该只是去掉编译警告而已，例如：
char *ptr = const_cast<char *>("hello world");
ptr[1] = 'M'; //Segmentation fault (core dumped)

(3) dynamic_cast

格式：dynamic_cast<type-id> (expression)
该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *；
如果type-id是类指针类型，那么expression也必须是一个指针；如果type-id是一个引用，那么expression也必须是一个引用。

①用于多态场合，即：必须有虚函数。
②主要用于类层次间的上行转换和下行转换，还可以用于类之间的交叉转换。
③在类层次间进行上行转换时，dynamic_cast和static_cast的效果是一样的；在进行下行转换时，dynamic_cast具有类型检查的功能，比static_cast更安全。

注意：dynamic_cast只能用在具有虚函数的类里面
原因：使用虚函数后类中会多出一个虚函数指针，指向虚函数表，虚函数表中不仅仅只有虚函数，还有那些类的信息，里面包含了继承关系，
dynamic_cast依据这些信息进行类型转换。dynamic_cast这个函数根据虚函数指针找到虚函数表中的类信息，从而知道要转换的对象是不是属
于某一个类的。因此动态类型转换只能用在具有虚函数的类里面。

称为动态转换的原因：是在运行时决定的，比如父类指针作为参数接收子类对象。

(4) static_cast

格式：static_cast<type-id> (expression)
该运算符把expression转换为type-id类型，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。
①用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。
②进行上行转换（把子类的指针或引用转换成基类表示）是安全的；
③进行下行转换（把基类指针或引用转换成子类指针或引用）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
④用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum：这种转换的安全性也要开发人员来保证。
⑤把void指针转换成目标类型的指针(不安全!!)
⑥把任何类型的表达式转换成void类型。
注意：static_cast不能转换掉expression的const、volitale、或者__unaligned属性。

称为静态转换的原因：编译器在编译期决定的。

2.这些转换后面要跟一个()表明他们是函数，带有<type-id>表明他们是模板函数。

3.类之间的转换用于上下行转换，无关的类之间是不可以强制类型转换的。

4.多态是指向谁的实例就调用谁的函数，例如Child的指针指向new出来的Parent的实例，通过Child类型的类指针调用的是Parent的成员函数(前提是虚函数)。

5.类的指针通过类型可以直接调用成员函数，但是不可以直接操作成员变量。
Person *p1 = NULL;
p1->hello(); //这里是完全没有问题的！！！！
p1->a = 10; //Segmentation fault (core dumped)

二、Demo

#include <iostream>

using namespace std;


class Human {
    int a;
public:
    int b;
    virtual void eating() {
        cout << "use hands" << endl;
    }

    //this is an exception,return Human*/&Human*
    virtual Human* return_test_ptr() {
        return this;
    }

};


class English : public Human {

public:
    int b;
    void eating() {
        cout << "use knifes" << endl;
    }
    English* return_test_ptr() {
        return this;
    }
    void descriptor() {
        cout << "I am a English woman" << endl;
    }
};


class Chinese : public Human {

public:
    int b;
    void eating() {
        cout << "use chopsticks" << endl;
    }
};


void eating_test(Human *h) {
    English *pe = NULL;

    h->eating();

    if (pe = dynamic_cast<English *>(h)) { //转换成功返回非NULL
        cout << "English man" << endl;
        pe->descriptor();
    }

    if (dynamic_cast<Chinese *>(h)) { //转换失败返回NULL, 利用dynamic_cast的检查。
        cout << "Chinese man" << endl;
    }
}


int main() {
    Human *ph1 = new Human();
    Human *ph2 = new Human();
    Human *ph3 = new Human();
    Chinese *pc = new Chinese();
    English *pe = new English();

    cout << "---------test: reinterpret_cast---------" << endl;
    int *pa = reinterpret_cast<int *>(~0);

    cout << "---------test: const_cast---------------" << endl;
    char *ptr = const_cast<char *>("hello world");

    cout << "---------test: static_cast---------------" << endl;
    ph1 = static_cast<Human *>(pc); // Uplink convert
    //pe = static_cast<English *>(pc); // error
    pc = static_cast<Chinese *>(ph2); //Downlink conversion
    pc->eating();

    cout << "---------test: dynamic_cast-------------" << endl;
    eating_test(pe);

    return 0;
}


/*
---------test: reinterpret_cast---------
---------test: const_cast---------------
---------test: static_cast---------------
use hands
---------test: dynamic_cast-------------
use knifes
English man
I am a English woman
*/