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C++系列笔记（七）

C++笔记 系列
2023-06-13 09:11:25 时间

类型转换运算符

  C++提供了一种新的类型转换运算符，专门用于基于继承的情形，这种情形在C语言编程中并不存在。4个C++转换类型如下;

  • static_cast
  • dynamic_cast
  • reinterpret_cast
  • const_cast

这4个类型转换运算符的使用语法相同：destnation_type resulr = cast_type<destination_type> (object_to_be_casted);

使用static_cast

  使用static_cast可将指针向上转换为基类类型，也可向下转换为派生类型，如下面的示例代码所示：

Base* pBase=new Derived ();   //constract a Derived object
Derived* pDerived=static_cast<Derived*>(pBase);   //ok!

PS : 将 Derived转换为 Base被称为向上转换，无需使用任何显式类型转换运算符就能进行这种转换：

Derived objDerived;
Base* pBase = &objDerived;   //ok

将 Base转换为 Derived被称为向下转换，如果不使用显式类型转换运算符，就无法进行这种转换. 除用于向上转换和向下转换外，static_cast还可在很多情况下将隐式类型转换为显式类型，以引起程序员或代码阅读人员的注意：

double dPi = 3.14159265;
int Num = static_cast<int>(dPi);

使用dynamic_cast和运行阶段类型识别

  顾名思义，与静态类型转换相反，动态类型转换在运行阶段（即应用程序运行时）执行类型转换。可检查 dynamic_cast操作的结果，以判断类型转换是否成功。使用 dynamic_cast运算符的典型语法如下：

destination_type* pDest = dynamic_cast <class_type*> (pSource);
if (pDest)    //check for sucess of the casting operation before using pointer
    pDest->CallFunc();

实例代码如下：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Fish
{
public:
        virtual void Swim()
        {
               cout << "Fish swims in water" << endl;
        }
        virtual ~Fish() {}
};
class Tuna:public Fish
{
public:
        void Swim()
        {
               cout << "Tuna swims real fast in the sea" << endl;
     }
        void BecomeDinner()
        {
               cout << "Tuna become dinner in sushi" << endl;
     }
};
class Carp :public Fish
{
public:
        void Swim()
        {
               cout << "Carp swims real slow in the lake" << endl;
        }
        void Talk()
        {
               cout << "Carp talked crap" << endl;
        }
};
void DetectFishType(Fish* InputFish)
{
        Tuna* pIsTuna = dynamic_cast <Tuna*>(InputFish);
        if (pIsTuna)
        {
               cout << "Detect Tuna. making Tuna Dinner:" << endl;
               pIsTuna->BecomeDinner();
        }
        Carp* pIsCarp = dynamic_cast <Carp*>(InputFish);
        if (pIsCarp)
        {
               cout << "Detect Carp. making Carp Talk:" << endl;
               pIsCarp->Talk();
        }
        cout << "Verifing type using virtual Fish::Swim:" << endl;
        InputFish->Swim();
}
int main()
{
        Carp myLunch;
        Tuna myDinner;
        DetectFishType(&myDinner);
        cout << endl;
        DetectFishType(&myLunch);
        return 0;
}

程序输出结果：

Detect Tuna. making Tuna Dinner:
Tuna become dinner in sushi
Verifing type using virtual Fish::Swim:
Tuna swims real fast in the sea

Detect Carp. making Carp Talk:
Carp talked crap
Verifing type using virtual Fish::Swim:
Carp swims real slow in the lake

使用reinterpret_cast reinterpret_cast是C++中与C风格类型转换最接近的类型转换运算符。它让程序员能够将一种对象类型转换为另一种，不管它们是否相关；也就是说，它使用如下所示的语法强制重新解释类型：

Base* pBase=new Derived ();
CUnrelated * pUnrelated = reinterpret_cast<CUnrelated*>(pBase);

这种类型转换实际上是强制编译器接受static_cast通常不允许的类型转换，通常用于低级程序（如驱动程序）.注意：使用reinterpret_cast时，程序员将收到类型转换不安全（不可移植）的警告。应尽量避免在应用程序中使用 reinterpret_cast。 使用const_cast const_cast让程序员能够关闭对象的访问修饰符 const。您可能会问：为何要进行这种转换？在理想情况下，程序员将经常在正确的地方使用关键字const。不幸的是，现实世界并非如此。如下面代码所示

class SomeClass
{
public:
    //……
    void DisplayMembers;   //a display function ought to be const
};

然而，DisplayMembers()本应为 const 的，但却没有这样定义。如果 SomeClass 归您所有，且源代码受您控制，则可对DisplayMembers()进行修改。然而，在很多情况下，它可能属于第三方库，无法对其进行修改。在这种情况下，const_cast将是您的救星。

void DisplayMembers(const SomeClass& mData)
{
    mData.DisplayMembers();   //编译错误
    //reason for failure：call to a non-const member using a const refernence
}

所以应该这样修改：

void DisplayMembers(const SomeClass& mData)
{
    SomeClass& refData = const_cast<SomeClass&>(mData)
    refData.DisplayMembers():  //Allowed!
}

除非万不得已，否则不要使用const_cast来调用非const函数。一般而言，使用const_cast来修改const对象可能导致不可预料的行为。

宏和模板简介

预处理器与编译器

定义常量 #define identifier value 使用宏避免多次包含 在预处理器看来，两个头文件彼此包含对方会导致递归问题。为避免这种问题，可结合使用宏以及预处理器编译指令#ifndef和#endif。包含<header2.h>的head1.h类似于下面这样：

#ifndef HEADER1_H_
#define HEADER1_H_
#include<header2.h>
class Class1
{
    //code
};
#endif   //end of header1.h

header2.h与1差不多，替换一下就可以了。预处理器首次处理header1.h并遇到#ifndef后，发现宏HEADER1_H_还未定义，因此继续处理。#ifndef后面的第一行定义了宏HEADER1_H_，确保预处理器再次处理该文件时，将在遇到包含#ifndef的第一行时结束，因为其中的条件为false。

使用define定义宏函数

典型代码：#define SQUARE(x) ((x)*(x)) 宏函数经常进行简单的计算，有助于改善代码的性能。

使用assert（）宏验证表达式

assert宏让您能够插入检查语句，对表达式或变量的值进行验证。要使用assert宏，需要包含<assert.h>，其语法如下：

#include<assert.h>
int main()
{
    char* SayHello = new char [25];
    assert(SayHello!=NULL);
    //other code;
    delete[] SayHello;
    return 0;
}

上述代码在指针无效时可以指出来。

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