C++类型转换方式总结
C++类型转换方式总结
转换运算符的应用之所
const_cast、reinterpret_cast、static_cast、dynamic_cast转换运算符的使用总结如下:
- 对于传统的转换方式(C式或函数式),只在数值类型(包括整型、浮点型、字符类型和枚举)上使用。这也是延续C的形式,当然这类转换也是可以用static_cast来替换,但是因为是基本类型,所以传统转换已经很直观。
- 对于const_cast转换运算符,用在需要去除掉const限定的时候。其实这种情况出现的很少,可能的方法在const_cast一文中已经又举例,不过还是反复强调, 使用const_cast转换后,绝对不可试图修改结果的值。
- 对于reinterpret_cast转换运算符,一般用在将对象指针类型转换到整数类型或者void * (空指针)。如同在文中举出的隐患,因此注意的是,若要使用其结果,一定要将类型转换回去后使用。也不要将随意的整数转换成指针类型。
- 对于static_cast转换运算符,将其用在对象的转换之上(虽然static_cast也可以用在有继承关系的类型指针之间,但是还是将这方面的转换交给dynamic_cast来操作吧), static_cast会调用相应的构造函数或者重载的转换运算符。
- 通过Google C++ Style Guide的推荐格式,知道对于单参构造函数的存在可能会引发一些隐式的转换,因此用static_cast也可以明确的指出类型的转换过程,避免生成多余的临时对象造成效率下降。
- 对于dynamic_cast转换运算符,将其用在具有继承关系的指针类型之间的转换。无论是从基类到子类的转换,还是子类到基类的转换,都将dynamic_cast套上去。
如果任何一种基于指针或引用的转换,套上四个转换运算符之后都失败,那么所要进行的转换可能就触到了“雷区”了:进行了没意义的转换。比如,对于没有关系的两个类型的指针进行了转换,比如试图转换指向方法的指针了。所以转换运算符对于避免代码出错也很有帮助。
基于引用(Reference)的转换运算符使用
上述对于转换运算符的讲述和举例,都是基于指针的。但实际上,这些转换运算符也可以基于引用来展开。准确说实际上引用类型应该是作为转换的目标类型,源类型则是对象变量(当然也可能用的是引用变量,或是取出指针所指的内容,它们用到的都是实际的类对象)。
由于引用类型“定义时必须初始化”的特别,使得它不同于指针类型随时随地都调用转换运算符,基于引用的转换只在对引用进行初始化的时候才会出现。
下边是const_cast和reinterpret_cast基于引用的运用:
const int int_constant = 21;
int& int_ref = const_cast<int&>(int_constant);
cout << int_ref << endl;
int int_value = 7;
//long& long_ref = int_value; //Error, can not using reference cross types
float& long_ref = reinterpret_cast<float&> (int_value);
cout << long_ref << endl;
对于dynamic_cast的应用基本也是一致的,只是还是限制在具有继承关系的类型之间。不同于基于指针在转换时返回null,dynami_cast在基于引用转换失败时,会抛出std::bad_cast异常,因为不能将空值赋给引用类型。如果要抓住这个异常,则需要引入如下头文件:
#include <typeinfo>
而static_cast转换符前面已经说过推荐直接用在对象之上,不用在指针上,所以也不太会有需要用在引用类型上的情况出现。
山寨C#的TryParse
C#中有很多简洁实用的转换方法,比如从字符串到数值类型的Parse和TryParse,还有包含了各种从object对象到数值类型、时间类型的方法的Convert类,以及检查继承关系的as运算符。
从返回的结果看,C++和dynamic_cast和C#的as很相似,两者都是在失败时候返回null。
不过面向对象的关键点在于什么都是以对象为操作单位,如前所讲dynamic_cast看起来更像是一个全局方法。因此我便模仿C#的数值类的TryParse方法,写了一个包裹dynamic_cast的类型转换方法:
/
// dynamic_cast_tryparse.cpp
// Language: C++
// Complier: Visual Studio 2010, Xcode3.2.6
// Platform: MacBook Pro 2010
// Application: none
// Author: Ider, Syracuse University, ider.cs@gmail.com
///
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
class Parents
{
public:
Parents(string n="Parent"){ name = n;}
virtual ~Parents(){}
virtual void Speak()
{
cout << "\tI am " << name << ", I love my children." << endl;
}
void Work()
{
cout << "\tI am " << name <<", I need to work for my family." << endl;;
}
/************** TryParseTo **************/
template<typename T> bool TryParseTo(T** outValue)
{
T* temp = dynamic_cast<T*> (this);
if (temp == NULL) return false;
*outValue = temp;
return true;
}
protected:
string name;
};
class Children : public Parents
{
public:
Children(string n="Child"):Parents(n){ }
virtual ~Children(){}
virtual void Speak()
{
cout << "\tI am " << name << ", I love my parents." << endl;
}
/*
**Children inherit Work() method from parents,
**it could be treated like part-time job.
*/
void Study()
{
cout << "\tI am " << name << ", I need to study for future." << endl;;
}
private:
//string name; //Inherit "name" member from Parents
};
class Stranger
{
public:
Stranger(string n="stranger"){name = n;}
virtual ~Stranger(){}
void Self_Introduce()
{
cout << "\tI am a stranger" << endl;
}
void Speak()
{
//cout << "I am a stranger" << endl;
cout << "\tDo not talk to "<< name << ", who is a stranger." << endl;
}
private:
string name;
};
int main()
{
Children * parsedChild;
Parents * parsedParent;
Stranger * parsedStranger;
Parents * mother = new Parents("Mother who pretend to be a my daugher");
if(mother->TryParseTo<Children>(&parsedChild))
parsedChild->Speak();
else
cout << "Parents parse to Children failed" << endl;
delete mother;
mother = new Children("Daughter who pretend to be a my mother");
if(mother->TryParseTo<Children>(&parsedChild))
parsedChild->Speak();
else
cout << "Parents parse to Children failed" << endl;
delete mother;
Children * son = new Children("Son who pretend to be a my father");
if(son->TryParseTo<Parents>(&parsedParent))
parsedParent->Speak();
else
cout << "Children parse to Parents failed" << endl;
if(son->TryParseTo<Stranger>(&parsedStranger))
parsedStranger->Speak();
else
cout << "Children parse to Stranger failed" << endl;
delete son;
//pointer of child class could pointer to base class object
/*
* son = new Parents("Father who pretend to be a my son");
if(son->TryParseTo<Parents>(&parsedParent))
parsedParent->Speak();
else
cout << "Parse failed" << endl;
delete son;
*/
return 0;
}
/********************* Result *********************/
//Parents parse to Children failed
// I am Daughter who pretend to be a my mother, I love my parents.
// I am Son who pretend to be a my father, I love my parents.
//Children parse to Stranger failed
这段代码中使用到的类跟dynamic_cast一文中使用的基本一样,只是在基类中多了一个模板方法:
template<typename T> bool TryParseTo(T** outValue)
{
T* temp = dynamic_cast<T*> (this);
if (temp == NULL) return false;
*outValue = temp;
return true;
}
该方法需要指定的目标类型,将自身指针转换成目标指针。转换成功,则将结果赋值给相应的变量,并返回真值;若失败则返回假值,不改变指针变量。因为要让外部的指针变量能够接受到改值,因此不得不使用指向指针的指针。
因为在基类中以公共结果的形式出现,所以每一个子类都继承了该方法,无论是基类的对象还是子类的对象都可以调用该方法。而该方法又不是虚方法,因此不并不希望子类去修改它。只是因为方法是模板方法,可能在编译的时候需要多花一些时间。
由于引用必须在定义时就赋值,并且dynamic_cast对于基于引用的转换不成功时将抛出异常,因此对于基于引用的转换,我还没有想出有什么好的山寨形式。
从测试代码的结果也可以看出,对于该发放的调用都是成功有效的。
所以又应了一句话:When use C++, the good news is that you can do everything you want, the bad news is that you have to do everything you want.
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