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C++指针转换：cast技巧

2023-07-12 00:24:38 深夜i -- --

C++指针转换 cast技巧强制类型转换 dynamic_cast

C++是一门广泛应用于系统编程和游戏开发的编程语言，其中指针是其重要特性之一。在使用指针时，有时需要进行类型转换。为了让指针转换更加方便和可控，C++提供了cast技巧。

C++中cast技巧主要包括static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast四种类型转换方式。其中，static_cast是最常见的转换方式，可用于基础类型之间的转换，也可用于对象之间的转换。dynamic_cast用于动态类型转换，可在运行时确定对象类型是否匹配，因此它主要用于面向对象编程。reinterpret_cast用于不同类型之间的转换，它将二进制位解释为特定类型。const_cast用于消除const属性，将指向常量数据的指针或引用转换为指向非常量数据的指针或引用。

下面通过一个示例来说明C++中cast技巧的使用。假设有一个基类Animal和两个派生类Dog和Cat，现在我们需要在一个函数中对它们进行操作，需要先将它们转换为相应的类型。


class Animal{
public:
  virtual ~Animal(){}
};
class Dog:public Animal{};
class Cat:public Animal{};

首先，我们使用static_cast将基类指针转换为派生类指针。


void staticCastExample(Animal* ani){
  Dog* dog = static_cast<Dog*>(ani);
  Cat* cat = static_cast<Cat*>(ani); //此处编译器会给出警告
}

这里需要注意的是，在将基类指针转换为派生类指针时，如果类型不匹配，编译器会给出警告，并且程序可能出现未定义的行为。

接下来，我们使用dynamic_cast进行类型转换，注意，在使用dynamic_cast时，对象必须是多态的。


void dynamicCastExample(Animal* ani){
  Dog* dog = dynamic_cast<Dog*>(ani);
  if(dog != nullptr){
    dog->bark();
  }
  Cat* cat = dynamic_cast<Cat*>(ani);
  if(cat != nullptr){
    cat->meow();
  }
}

这里，我们使用dynamic_cast将基类指针转换为派生类指针，并通过检查返回值是否为nullptr来判断转换是否成功。如果转换成功，就调用相应的函数。

接着，我们使用reinterpret_cast将指向int类型的指针转换为指向float类型的指针，并对指针进行操作。


void reinterpretCastExample(int* i){
  float* f = reinterpret_cast<float*>(i);
  *f = 3.14f;
  std::cout << *i << std::endl;
}

这里，我们使用reinterpret_cast将指向int类型的指针转换为指向float类型的指针，并通过指针操作将float类型的值3.14赋值给了int类型的变量。因为这种转换是将二进制位解释为特定类型，所以非常容易出错，需要谨慎使用。

最后，我们使用const_cast将指向常量数据的指针转换为指向非常量数据的指针，并修改了数据。


void constCastExample(const int* i){
  int* j = const_cast<int*>(i);
  *j = 10;
  std::cout << *i << std::endl; //输出10
}

这里，我们使用const_cast将指向常量数据的指针转换为指向非常量数据的指针，并通过指针操作修改了数据。需要注意的是，对于只读的数据，这种转换是不安全的。

总的来说，C++中cast技巧提供了便于控制的类型转换方式，但使用时需要遵循相应的规则和注意事项，以保证程序的正确性。

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