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 , Xcode3.2.6

// Platform: MacBook Pro

// Application: none

// Author: Ider, Syracuse University, ider.cs@

///

#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.