前言
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casting 就是轉型的意思,這篇文章讓我們來整理一些 C, C++ 一些相關的概念
C-style cast (Regular Cast)
C 語言的轉型,格式是 (int) a,
透過 () 包住 type,
可以將後者變數轉型成 () 中的 type。
在 C++ 中,這種語法包含了 const_cast, static_cast, reinterpret_cast,不過也因此這種轉型不見得安全(下方有說明),因為他沒有採取比較安全的 dynamic_cast,可能會出現不預期的轉型(或說是語意混淆 ambiguous),因此使用時必須要小心。
缺點? 其實是因為從 C 到了 C++
C 語言能夠轉型的方式只有一種,但到了 C++ 後,出現了物件導向的「繼承」、「模版」概念,
這在 C 上單純轉型的行為,可能開始會有語意混淆 (ambiguous),
而這時 compiler 的預設行為是「照著某個順序嘗試」,天啊,嘗試聽起來就可能突然哪天會出事啊!
當然,大部分情況可能沒差,但一個嚴謹的程式設計,
又特別是撰寫 C++ (相比 python),對這種小細節我們當然必須要求。
也因此後來才會出現了我們以下要介紹的 static_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast, const_cast
介紹一下從 C++ 開始要處理的問題
如果我們把各種轉型的情況列出來,大致有以下幾種可能:
此部分參考原文翻譯,翻譯能力有限,建議英文不錯的也可以閱讀原文:
1. How do you explain the differences among static_cast, reinterpret_cast, const_cast, and dynamic_cast to a new C++ programmer?
2. Regular cast vs. static_cast vs. dynamic_cast in C++
3. When should static_cast, dynamic_cast, const_cast, and reinterpret_cast be used?
- 兩個可運算的 type
- 把運算 type 轉成 pointer type
- 兩個 pointer type 的轉換
C-style cast (Regular Cast) 範例程式碼
#include <iostream>
int main(){
double a = 1.5;
int b = (int) 1.5;
std::cout << b << std::endl;
std::cout << &a << std::endl;
std::cout << (int) a << std::endl;
std::cout << (float) a << std::endl;
return 0;
}
- 結果:
就是單純的轉型
static_cast
最基本的型態轉換,屬於強制轉型
常用於 float -> int,char -> int
dynamic_cast
dynamic_cast 最常被使用來處理多型 (polymorphism) 的問題,當我們要轉型至「被繼承的 class」才需要使用, dynamic_cast只被使用於 cast from “base class” to “derived class”.
reinterpret_cast
reinterpret_cast 是最危險的 casting,使用時最需要小心,他的強制轉型有可能會出現我們完全預期的結果。
使用於重新解讀比較 low level 的情況,(舉例像是 bit patterns),
最主要的使用情況是將 raw data bit stream 轉換為實際可以使用的資料,或將資料儲存為 low bits,並使用 pointer 指向這些資料。
const_cast
當我們要對一個 variable 新增/移除 const 時使用,
理解上,建議理解 「const type」 與 「type」 是不同的 type,
會比較不容易出現 casting 的問題。
Reference
- How do you explain the differences among static_cast, reinterpret_cast, const_cast, and dynamic_cast to a new C++ programmer?
- Regular cast vs. static_cast vs. dynamic_cast in C++
- When should static_cast, dynamic_cast, const_cast, and reinterpret_cast be used?
- C 語言強制轉型 (casting)
- [C++] 標準類型轉換:static_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast, and const_cast