Преобразование типов

Преобразование типов

С++ представляет несколько синтаксических конструкций по приведению одного типа к другому. Заключение нужного типа результата в скобки и размещение его перед преобразуемым значением — это традиционный способ, унаследованный от С:

const double Pi = 3.14159265359;

int x = (int) (Pi * 100);

cout << x << " equals 314" << endl;

Это очень мощная конструкция. Она может использоваться для изменения типа указателя, устранения константности и для многого другого. Например:

short j = 0x1234;

if (*(char *) &j == 0x12)

cout << "The byte order is big-endian" << endl;

В этом примере мы приводим тип short * к типу char * и используем унарный оператор * для обращения к байту по заданному адресу памяти. В системах с прямым порядком байтов этот байт содержит значение 0x12; в системах с обратным порядком байтов он имеет значение 0x34. Поскольку указатели и ссылки представляются одинаково, не удивительно, что представленный выше программный код можно переписать с приведением типа ссылки:

short j = 0x1234;

if ((char &) j == 0x12)

cout << "The byte order is big-endian" << endl;

Если тип данных является именем класса, именем, введенным typedef, или элементарным типом, который может быть представлен одной буквенно—цифровой лексемой, для приведения типа можно использовать синтаксис конструктора:

int x = int(Pi * 100);

Приведение типа указателей и ссылок с использованием традиционного подхода в стиле языка С является неким экстремальным видом спорта, напоминающим параглайдинг и передвижение на кабине лифта, потому что компилятор позволяет приводить указатель (или ссылку) любого типа в любой другой тип указателя (или ссылки). По этой причине в С++ введены новые конструкции приведения типов с более точной семантикой. Для указателей и ссылок новые конструкции приведения типов более предпочтительны по сравнению с рискованными конструкциями в стиле С, и они используются в данной книге.

• static_cast<T>() может применяться для приведения типа указателя на А к типу указателя на В при том ограничении, что класс В должен быть наследником класса А. Например:

A *obj = new В;

В *b = static_cast<B *>(obj);

b->someFunctionDeclaredInB();

Если объект не является экземпляром В (но все же наследует А), применение полученного указателя может привести к неожиданному краху программы.

• dynamic_cast<T>() действует аналогично static_cast<T>(), кроме применения информации о типах, получаемой на этапе выполнения (runtime type information — RTTI), для проверки принадлежности к классу В объекта, на который ссылается указатель. Если это не так, то оператор приведения типа возвратит нулевой указатель. Например:

A *obj = new В;

В *b = dynamic_cast<B *>(obj);

if (b)

b->someFunctionDeclaredInB();

В некоторых компиляторах оператор dynamic_cast<T>() не работает через границы динамических библиотек. Он также рассчитывает на поддержку компилятором технологии RTTI, а эта поддержка может быть отключена программистом для уменьшения размера своих исполняемых модулей. Qt решает эти проблемы, обеспечивая оператор приведения qobject_cast<T>() для подклассов QObject.

• const_cast<T>() добавляет или удаляет спецификатор const из указателя или ссылки. Например:

int MyClass::someConstFunction() const

{

if (isDirty()) {

MyClass *that = const_cast<MyClass *>(this);

that->recomputeInternalData();

}

…

}

В предыдущем примере мы убрали спецификатор const при приведении типа указателя this для вызова неконстантной функции—члена recomputeInternalData(). Не рекомендуется так делать, и, если использовать ключевое слово mutable, этого можно избежать, как это делается в главе 4 («Реализация функциональности приложения»).

• reinterpret_cast<T>() преобразует любой тип указателя или ссылки в любой другой их тип. Например:

short j = 0x1234;

if (reinterpret_cast<char &>(j) == 0x12)

cout << "The byte order is big-endian" << endl;

В Java и C# любая ссылка может храниться при необходимости как ссылка на Object. С++ не имеет никакого универсального базового класса, но предоставляет специальный тип данных void *, который содержит адрес экземпляра любого типа. Указатель void * необходимо привести к другому типу (используя static_cast<T>()) перед его использованием.

С++ обеспечивает много способов приведения типов, однако в большинстве случаев это даже не приходится делать. При использовании таких классов—контейнеров, как std::vector<T> или QVector<T>, мы можем задать тип T и извлекать элементы без приведения типа. Кроме того, для элементарных типов некоторые преобразования происходят неявно (например, преобразование char в int), а для пользовательских типов можно определить неявные преобразования, предусматривая конструктор с одним параметром. Например:

class MyInteger

{

public:

MyInteger();

MyInteger(int i);

…

};

int main()

{

MyInteger n;

n = 5;

…

}

Автоматическое преобразование, обеспечиваемое некоторыми конструкторами с одним параметром, имеет мало смысла. Его можно отключить, если объявить конструктор с ключевым словом explicit:

class MyVector

{

public:

explicit MyVector(int size);

…

};