C++中的const与类型转换艺术

目录

强制转换

static_cast

const_cast

reinterpret_cast

dynamic_cast

const关键字

修饰内置类型*

修饰指针类型*

类比

数组指针

指针数组

函数指针

指针函数

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强制转换

C语言中的强制转换在C++代码中依然可以使用，这种C风格的转换格式非常简单

TYPE a = （TYPE）EXPRESSION;

但是c风格的类型转换有不少的缺点，有的时候用c风格的转换是不合适的，因为它可以在任意类型之间转换，比如你可以把一个指向const对象的指针转换成指向非const对象的指针，把一个指向基类对象的指针转换成指向一个派生类对象的指针，这两种转换之间的差别是巨大的，但是传统的c语言风格的类型转换没有区分这些。

另一个缺点就是，c风格的转换不容易查找，它由一个括号加上一个标识符组成，而这样的东西在c++程序里一大堆。c++为了克服这些缺点，引进了4个新的类型转换操作符，他们是static_cast，const_cast，dynamic_cast，reinterpret_cast.

static_cast

最常用的类型转换符，在正常状况下的类型转换, 用于将一种数据类型转换成另一种数据类型，如把int转换为float

使用形式

目标类型 转换后的变量 = static_cast<目标类型>(要转换的变量)

好处：不允许非法的转换发生；方便查找

int iNumber = 100；
float fNumber = 0；
fNumber = (float) iNumber；//C风格
fNumber = static_cast<float>(iNumber);

也可以完成指针之间的转换，例如可以将void*指针转换成其他类型的指针

void * pVoid = malloc(sizeof(int));
int * pInt = static_cast<int*>(pVoid);
*pInt = 1;

但不能完成任意两个指针类型间的转换

int iNumber = 1;
int * pInt = &iNumber;
float * pFloat = static_cast<float *>(pInt);//error

总结，static_cast的用法主要有以下几种：

1）用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum。这种转换的安全性需要开发人员来保证；

2）把void指针转换成目标类型的指针，但不安全；

3）把任何类型的表达式转换成void类型；

4）用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换（后面学）。

const_cast

该运算符用来修改类型的const属性，基本不用。

常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；

常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；

常量对象被转换成非常量对象。

const int number = 100;
int * pInt = &number;//error  数据类型不同
int * pInt2 = const_cast<int *>(&number); // 转化后数据类型相同

dynamic_cast：该运算符主要用于基类和派生类间的转换，尤其是向下转型的用法中（后面讲）

reinterpret_cast

功能强大，慎用（也称为万能转换）

该运算符可以用来处理无关类型之间的转换，即用在任意指针（或引用）类型之间的转换，以及指针与足够大的整数类型之间的转换。由此可以看出，reinterpret_cast的效果很强大，但错误的使用reinterpret_cast很容易导致程序的不安全，只有将转换后的类型值转换回到其原始类型，这样才是正确使用reinterpret_cast方式。

dynamic_cast

该运算符主要用于基类和派生类间的转换，尤其是向下转型的用法中（后面讲）

const关键字

修饰内置类型*

const int number1 = 10;
int const number2 = 20;const int val;//error 常量必须要进行初始化

const修饰的变量称为常量，之后不能修改其值

char/short/int/long/float/double 整型、浮点型数据都可以修饰——const常量

除了这种方式可以创建常量外，还可以使用宏定义的方式创建常量

#define NUMBER 1024

由此引出一个面试常考题：

const常量和宏定义常量的区别

1. 发生的时机不同：C语言中的宏定义发生时机在预处理时，做字符串的替换；

   const常量是在编译时（const常量本质还是一个变量，只是用const关键字限定之后，赋予只读属性，使用时依然是以变量的形式去使用）

2. 类型和安全检查不同：宏定义没有类型，不做任何类型检查；const常量有具体的类型，在编译期会执行类型检查。

   在使用中，应尽量以const替换宏定义，可以减小犯错误的概率。

修饰指针类型*

三种形式：const int * p int const * p1 int * const p2

int number1 = 10;
int number2 = 20;
const int * p1 = &number1;//常量指针
*p1 = 100;//error 通过p1指针无法修改其所指内容的值
p1 = &numbers;//ok 可以改变p1指针的指向
int const * p2 = &number1; //常量指针的第二种写法
int * const p3 = &number1;//指针常量
*p3 = 100;//ok 通过p3指针可以修改其所指内容的值
p3 = &number2;//error 不可以改变p1指针的指向
const int * const p4 = &number1;//两者皆不能进行修改

// const 左定值，右定向
// const 在*号的左面 ，就是指针指向的是一个定值
const int * p1 = &number1;//常量指针
*p1 = 100;//error 通过p1指针无法修改其所指内容的值
p1 = &numbers;//ok 可以改变p1指针的指向
// const 在*号的右面，就是指针的指向不能变是一个定向指针
int * const p3 = &number1;//指针常量
*p3 = 100;//ok 通过p3指针可以修改其所指内容的值
p3 = &number2;//error 不可以改变p1指针的指向
const int * const p4 = &number1;//两者皆不能进行修改
// 左定值的本质是值不变，只读,可以理解为将一个权限大的a（可读可写）的权限缩小了，且权限只能缩小不能增大
int a = 1;
int const *p = a;
// *p = 2; // error
a = 2; //right
//权限放大的例子
//int & p2 = 1;
// 1是const的对象,左面为可读可写权限放大了，普通对象可读可写

理解常量指针和指针常量的区别（重点）

类比

与这组概念相似的，再补充两组对比，也应该理解其含义，尝试写代码，分辨一下：

数组指针

指针数组

函数指针

指针函数