Guru of the week:#17 型別對映. (轉)[@more@]

作者:Hub Sutter
譯者:黃森堂

/*此文是譯者出於自娛翻譯的GotW(Guru of the Week)系列文章的一篇，原文的版權是屬於Hub Sutter（著名的C++專家，《Exceptional C++》的作者）。此文的翻譯沒有徵得原作者的同意，只供學習討論。——譯者:黃森堂*/

#17 型別對映.

難度：6/10

你知道C++的型別對映嗎？，在你的程式碼中使用它們來提高可靠性。

問題：

比舊的C的型別對映,在標準C++中新的型別對映提供了更多的與存取能力,你知道它們嗎？，剩下的問題就是如何使用它們：

class A { /*...*/ }; class B : virtual A { /*...*/ }; struct C : A { /*...*/ }; struct D : B, C { /*...*/ }; A a1; B b1; C c1; D d1; const A a2; const A& ra1 = a1; const A& ra2 = a2; char c;

1.以下新的型別對映沒有同等的C的型別對映嗎？

const_cast

dynamic_cast

reinterpret_cast

static_cast

2.以下的每一個C的型別對映中，用同等的新的型別對映來寫，如果不用新的型別對映來寫，它們是錯的嗎？

void f() { A* pa; B* pb; C* pc; pa = (A*)&ra1; pa = (A*)&a2; pb = (B*)&c1; pc = (C*)&d1; }

3.評價以下C++型別對映後的型別與正確性。

void g() { unsigned char* puc = static_cast(&c); signed char* psc = static_cast(&c); void* pv = static_cast(&b1); B* pb1 = static_cast(pv); B* pb2 = static_cast(&b1); A* pa1 = const_cast(&ra1); A* pa2 = const_cast (&ra2); B* pb3 = dynamic_cast(&c1); A* pa3 = dynamic_cast(&b1); B* pb4 = static_cast(&d1); D* pd = static_cast(pb4); pa1 = dynamic_cast(pb2); pa1 = dynamic_cast (pb4); C* pc1 = dynamic_cast(pb4); C& rc1 = dynamic_cast(*pb2); }

解決方法：

比舊的C的型別對映,在標準C++中新的型別對映提供了更多的安全與存取能力,你知道它們嗎？，剩下的問題就是如何使用它們：

class A { /*...*/ }; class B : virtual A { /*...*/ }; struct C : A { /*...*/ }; struct D : B, C { /*...*/ }; A a1; B b1; C c1; D d1; const A a2; const A& ra1 = a1; const A& ra2 = a2; char c;

1.以下新的型別對映有同等的C的型別對映嗎？

只有dynamic_cast沒用同等的C的型別對映，所有其它的新的型別對映都有相應的舊的型別對映。

2.以下的每一個C的型別對映中，用同等的新的型別對映來寫，如果不用新的型別對映來寫，它們是錯的嗎？

void f() { A* pa; B* pb; C* pc; pa = (A*)&ra1;

使用 const_cast: pa = const_cast (&ra1);

pa = (A*)&a2;

這是錯誤的，沒有同等新的型別對映，const_cast是替代者,但因為a2是const，結果不明確。

pb = (B*)&c1;

使用 reinterpret_cast: pb = reinterpret_cast(&c1);

pc = (C*)&d1; }

上面的型別對映在C是錯誤的，在C++裡，沒有對映需要:pc = &d1;

3.評價以下C++型別對映後的型別與正確性。

開始，先宣告：我們不知道這些類任何一個是否有虛，如果這類不包含虛擬函式的話，以下所有dynamic_case全是錯的,剩下的討論部分，我們假定所有類都有虛擬函式,讓使用dynamic_cast是合法的，

void g() { unsigned char* puc = static_cast(&c); signed char* psc = static_cast(&c);

錯誤：對以上兩行我們必須使用reinterpret_cast,這個首先讓你感到驚奇的，但理由是char,singed char與unsigned char是三個不同的型別，在它們之中任何透過對它們進行明確的轉換都是沒有相聯的，所以指向無關的的物件，

void* pv = static_cast(&b1); B* pb1 = static_cast(pv);

兩者之間是有細微的地方，但前者不是必須的，因為它總是明確地從物件指標向void*指標進行轉換。

B* pb2 = static_cast(&b1);

這兒有細微的地方，但不必要的，因為引數已經是B*.

This is fine, but unnecessary since the argument is already a B*.

A* pa1 = const_cast(&ra1);

這是合法的，但對映成const是通常缺少型別才進行的，大部分的情況下，在哪兒移去指標的const或引用相關到型別成員與關鍵字的掩蓋是合法的，在有更多的關於const的正確用法

A* pa2 = const_cast (&ra2);

錯誤：如果指標在物件裡使用寫將產生不確定的行為，原因a2實際上上是const物件，為什麼呢？，思考是允許a2建立同樣的const物件與使用它的資訊在只讀中並作最佳化，

註釋：我沒有給出使用const_cast轉換成非const指向const指標的示例，理由是這是多餘的，它早已是合法的分配非const指標指向const指標，我們只需要const_cast 去做相反的事。

B* pb3 = dynamic_cast(&c1);

錯誤（如果你嘗試使用pb3）：因為c1不是A B(原因：C不是起源於B,在實際上它也不完全起源於B),它將pb3設為NULL,唯一正確的型別對映是使用reinterpret_cast,而且使用它始終是不幸的。

A* pa3 = dynamic_cast (&b1);

錯誤：因為b1不是A A(原因：B不是起源於A,但它起源是虛基類A（也就是說從虛基類派生的都不能轉換成該基類的型別）),這是的。

B* pb4 = static_cast(&d1);

這兒有細微的地方，因為源於基類的指標轉換是不需要明確宣告所以不需要。

D* pd = static_cast(pb4);

這兒有細微的地方，如果你預期這兒需要dynamic_cast的話是你會吃驚的。理由是當目標是已知道的時候，向下對映是靜態的，但要小心：你是說編譯器在事實上知道你的，它為什麼開始指向實際上的它的型別，如果你錯了，那麼型別對映就不能通知你有問題（像dynamic_cast一樣，如果型別對映失敗它將返回空指標),且最多你能取得非真實的執行時錯誤與崩潰。

pa1 = dynamic_cast (pb2); pa1 = dynamic_cast (pb4);

這兒有兩個看起來很相似，它們都嘗試使用dynamic_cast把B*轉換成A*,然而，第一個是錯誤的而第二個是對的。

這兒有個理由：同上面的註釋，你不能使用dynamic_cast去對映指向實際上是B物件（pb2是指向b1物件）成A物件，因為B是從A進行私有繼承，非公有繼承，然而，第二個對映成功是因為pb4指向物件d1,且d像A一樣是間接派生於基類（透過C），與dynamic_cast是允許對映越過繼承體系，使用這種路徑B* -> D* -> C* -> A*.

C* pc1 = dynamic_cast(pb4);

這兒有兩個很細微，與前面的理由一樣：dynamic_cast透過繼承體系進行對映，所以這是合法且成功。

C& rc1 = dynamic_cast(*pb2); }

最後，這而也有細微的地方...，因為*pb2不是實際上上的a C,dynamic_cast將執出bad_cast異常失敗訊號。為什麼呢？如果對映失敗，dynamic_cast將返null,但這兒引用的物件是空的，如果引用失敗那它不能返回空的引用，這兒除了丟擲異常外沒有失敗的訊號傳送到客戶端，所以那兒為什麼只有bad_cast異常。

一些個人看法：

1.to:%22cber@.com.cn%22">cber
:
dynamic_cast用於繼承體系結構的轉型（向下是自動的，向上需要驗證），較為安全（不過需要是polymorphic classes）static_cast有點類似於C中的強制轉型。具體的可以看看MEC Item2

2.:One for compile time, one for runtime. I think.

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