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C++标准转换运算符const_cast
阅读量:6914 次
发布时间:2019-06-27

本文共 5425 字,大约阅读时间需要 18 分钟。

前面讲了C++继承并扩展C语言的传统类型转换方式,最后留下了一些关于指针和引用上的转换问题,没有做详细地讲述。C++相比于C是一门面向对象的语言,面向对象最大的特点之一就是具有“多态性(Polymorphism)”。要想很好的使用多态性,就免不了要使用指针和引用,也免不了会碰到转换的问题,所以在这一篇,就把导师讲的以及在网上反复查阅了解的知识总结一下。C++提供了四个转换运算符:const_cast 
(expression)static_cast
(expression)reinterpret_cast
(expression)dynamic_cast
(expression)它们有着相同的结构,看起来像是模板方法。这些方法就是提供给开发者用来进行指针和引用的转换的。其实我很早就想写这篇内容的,自己不断地查看导师发来的资料,也在网上不停地看相关的知识,却一直迟迟不能完全理解C++转换运算符的用法,倒是看了那些资料后先写了一篇传统转换方面的内容。虽然从字面上很好理解它们大致是什么作用,但是真正像使用起来,却用不知道他们具体的用途,只会不断的被编译器提醒Error。所以如果出现理解不到位或错误的地方,还希望前人或来者能够指正。在我看来这些标准运算符的作用就是对传统运算符的代替,以便做到统一。就像我们用std::endl来输出换行,而不是'\n'。我会用代码来说明相应的传统转换可以如何这些标准运算符。当然,这这是大致的理解,在标准运算符上,编译器肯定有做更多的处理,特别是dynamic_cast是不能用传统转换方式来完全实现的。在这一篇文章里,我会先讲讲我对const_cast运算符的理解。const_cast (expression)const_cast转换符是用来移除变量的const或volatile限定符。对于后者,我不是太清楚,因为它涉及到了多线程的设计,而我在这方面没有什么了解。所以我只来说const方面的内容。用const_cast来去除const限定对于const变量,我们不能修改它的值,这是这个限定符最直接的表现。但是我们就是想违背它的限定希望修改其内容怎么办呢?下边的代码显然是达不到目的的:const int constant = 10;int modifier = constant;因为对modifier的修改并不会影响到constant,这暗示了一点:const_cast转换符也不该用在对象数据上,因为这样的转换得到的两个变量/对象并没有相关性。只有用指针或者引用,让变量指向同一个地址才是解决方案,可惜下边的代码在C++中也是编译不过的:const int constant = 21;int* modifier = &constant // Error: invalid conversion from 'const int*' to 'int*'(上边的代码在C中是可以编译的,最多会得到一个warning,所在在C中上一步就可以开始对constant里面的数据胡作非为了)把constant交给非const的引用也是不行的。const int constant = 21;int& modifier = constant;// Error: invalid initialization of reference of type 'int&' from expression of type 'const int'于是const_cast就出来消灭const,以求引起程序世界的混乱。下边的代码就顺利编译功过了:const int constant = 21;const int* const_p = &constant;int* modifier = const_cast
(const_p);*modifier = 7;传统转换方式实现const_cast运算符我说过标:准转换运算符是可以用传统转换方式实现的。const_cast实现原因就在于C++对于指针的转换是任意的,它不会检查类型,任何指针之间都可以进行互相转换,因此const_cast就可以直接使用显示转换(int*)来代替:const int constant = 21;const int* const_p = &constant;int* modifier = (int*)(const_p);或者我们还可以把他们合成一个语句,跳过中间变量,用const int constant = 21;int* modifier = (int*)(&constant);替代const int constant = 21;int* modifier = const_cast
(&constant);为何要去除const限定从前面代码中已经看到,我们不能对constant进行修改,但是我们可以对modifier进行重新赋值。但是但是,程序世界真的混乱了吗?我们真的通过modifier修改了constatn的值了吗?修改const变量的数据真的是C++去const的目的吗?如果我们把结果打印出来:cout << "constant: "<< constant <
<< "const_p: "<< *const_p <
<< "modifier: "<< *modifier <
using namespace std;void Printer (int* val,string seperator = "\n"){ cout << val<< seperator;}int main(void) { const int consatant = 20; //Printer(consatant);//Error: invalid conversion from 'int' to 'int*' Printer(const_cast
(&consatant)); return 0;}出现这种情况的原因,可能是我们所调用的方法是别人写的。还有一种我能想到的原因,是出现在const对象想调用自身的非const方法的时候,因为在类定义中,const也可以作为函数重载的一个标示符。有机会,我会专门回顾一下我所知道const的用法,C++的const真的有太多可以说的了。在IBM的C++指南中还提到了另一种可能需要去const的情况:#include
using namespace std;int main(void) { int variable = 21; int* const_p = &variable; int* modifier = const_cast
(const_p); *modifier = 7 cout << "variable:" << variable << endl; return 0;} /**variable:7**/我们定义了一个非const的变量,但用带const限定的指针去指向它,在某一处我们突然又想修改了,可是我们手上只有指针,这时候我们可以去const来修改了。上边的代码结果也证实我们修改成功了。不过我觉得这并不是一个好的设计,还是应该遵从这样的原则:使用const_cast去除const限定的目的绝对不是为了修改它的内容,只是出于无奈。(如果真像我说是种无奈,似乎const_cast就不太有用到的时候了,但的确我也很少用到它)Director: Jim FawcettC++ Language Tutorial - Type CastingObject Oriented DesignIBM Complilers - XL C/C++ V9.0 for Linux - The const_cast operator (C++ only)stackoverflow: Is const_cast safe?

一. 函数描述:

const_cast < type-id > ( expression )
主要是用来去掉const属性,当然也可以加上const属性。主要是用前者,后者很少用。

去掉const属性:const_case<int*> (&num),常用,因为不能把一个const变量直接赋给一个非const变量,必须要转换。

加上const属性:const int* k = const_case<const int*>(j),一般很少用,因为可以把一个非const变量直接赋给一个const变量,比如:const int* k = j;

二. 使用范围:1. 常量指针被转化成非常量指针,转换后指针指向原来的变量(即转换后的指针地址不变)。[cpp] view plaincopyclass A    {    public:         A()         {          m_iNum = 0;         }            public:         int m_iNum;    };            void foo()    {        //1. 指针指向类        const A *pca1 = new A;        A *pa2 = const_cast
(pca1); //常量对象转换为非常量对象 pa2->m_iNum = 200; //fine //转换后指针指向原来的对象 cout<< pca1->m_iNum <
m_iNum<
(&ica); *ia = 200; cout<< *ia <
<
(a1); //常量引用转为非常量引用   a2.m_iNum = 200; //fine   cout<< a0.m_iNum << a1.m_iNum << a2.m_iNum << endl; //1 1 200 } 2. 常量对象(或基本类型)不可以被转换成非常量对象(或基本类型)。[c-sharp] view plaincopyvoid foo() { //常量对象被转换成非常量对象时出错 const A ca; A a = const_cast
(ca); //不允许 const int i = 100; int j = const_cast
(i); //不允许 } 记住这种转换只是开了一个接口,并不是实质上的转换。(其实也算是实质上的转换了,只不过表达上不允许这样写)3. 添加const属性[c-sharp] view plaincopyint main(int argc, char ** argv_) { int i = 100; int *j = &i; const int *k = const_cast
(j); //const int *m = j; 感觉和这样写差不多 //指的地址都一样 cout <
<<","<<&i<

 

int main1(void) {    /*    const int variable = 21;    int* modifier = const_cast
(&variable); *modifier = 7; cout << "variable:" << variable << endl;//21 cout << "modifier:" << *modifier << endl;//7 cout << "variable:" << &variable << endl;//0018F968 cout << "modifier:" << modifier << endl;//0018F968 const int variable = 21; int* const_p = (int*)&variable; *const_p = 7; cout << "variable:" << variable << endl;//21 cout << "const_p:" << *const_p << endl;//7 cout << "variable:" << &variable << endl;//0014FDE8 cout << "const_p:" << const_p << endl;//0014FDE8 */ return 0;}

 

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