C++标准转换运算符static_cast

C++标准转换运算符static_cast

static_cast <new_type> (expression)

虽然const_cast是用来去除变量的const限定，但是static_cast却不是用来去除变量的static引用。其实这是很容易理解的，static决定的是一个变量的作用域和生命周期，比如：在一个文件中将变量定义为static，则说明这个变量只能在本Package中使用；在方法中定义一个static变量，该变量在程序开始存在直到程序结束；类中定义一个static成员，该成员随类的第一个对象出现时出现，并且可以被该类的所有对象所使用。

对static限定的改变必然会造成范围性的影响，而const限定的只是变量或对象自身。但无论是哪一个限定，它们都是在变量一出生（完成编译的时候）就决定了变量的特性，所以实际上都是不容许改变的。这点在const_cast那部分就已经有体现出来。

static_cast和reinterpret_cast一样，在面对const的时候都无能为力：两者都不能去除const限定。两者也存在的很多的不同，比如static_cast不仅可以用在指针和引用上，还可以用在基础数据和对象上；前面提到过reinterpret_cast可以用在"没有关系"的类型之间，而用static_cast来处理的转换就需要两者具有"一定的关系"了。

还是用例子来说明比较直观一些。

还是用例子来说明比较直观一些。

在reinterpret_cast一篇，已经提到过reinterpret_cast可以在任意指针之间进行互相转换，即使这些指针所指的内容是毫无关系的，也就是说一下语句，编译器是不会报错的，但是对于程序来说也是毫无意义可言的，只会造成程序崩溃：

#include <iostream>
using namespace std;
unsigned short Hash( void *p ) {
	unsigned long val = reinterpret_cast<unsigned long>( p );
	return ( unsigned short )( val ^ (val >> 16));
}

class Something
{
	/* Some codes here */
};

class Otherthing
{
	/* Some codes here */
};

int main() {
	
	typedef unsigned short (*FuncPointer)( void *) ;
	FuncPointer fp = Hash;	//right, this is what we want

	int a[10];
	const int* ch = a; //right, array is just like pointer
	char chArray[4] = {'a','b','c','d'};
	fp = reinterpret_cast<FuncPointer> (ch); //no error, but does not make sense
	ch = reinterpret_cast<int*> (chArray);	//no error
	
	cout <<hex<< *ch;	//output: 64636261	//it really reinterpret the pointer

	
	Something * st = new Something();
	Otherthing * ot = reinterpret_cast<Otherthing*> (st); //cast between objects with on relationship
}

而以上转换，都是static_cast所不能完成的任务，也就是说把上边程序里所有的reinterpret_cast换成static_cast的话，就会立即得到编译错误，因为目标指针和原始指针之间不存在"关系"

从上边的程序，也就一下子看出来了reinterpret_cast和static_cast之间最本质的区别。

而以上转换，都是static_cast所不能完成的任务，也就是说把上边程序里所有的reinterpret_cast换成static_cast的话，就会立即得到编译错误，因为目标指针和原始指针之间不存在"关系"

从上边的程序，也就一下子看出来了reinterpret_cast和static_cast之间最本质的区别。

对于static_cast所需要的关系，"继承"绝对是其中之一，所以static_cast支持指向基类的指针和指向子类的指针之间的互相转换：

class Parents
{
public:
	virtual ~Parents(){}
	/*codes here*/
};

class Children : public Parents
{
	/*codes here*/
};

int main() 
{	
	Children * daughter = new Children();
	Parents * mother = static_cast<Parents*> (daughter); //right, cast with polymorphism
	
	Parents * father = new Parents();
	Children * son = static_cast<Children*> (father); //no error, but not safe
}

但是从基类到子类的转换，用static_cast并不是安全的，具体的问题会在dynamic_cast一篇阐述。

在指针和引用方便，似乎也只有继承关系是可以被static_cast接受的，其他情况的指针和引用转换都会被static_cast直接扔出编译 错误，而这层关系上的转换又几乎都可以被dynamic_cast所代替。这样看起来static_cast运算符的作用就太小了。

实际上static_cast真正用处并不在指针和引用上，而在基础类型和对象的转换上 。 而基于基础类型和对象的转换都是其他三个转换运算符所办不到的。

这些转换跟C++用户自定义类型转换一文中所设计的内容比较接近，所以在那边文章中出现转换可以全部加上static_cast。

基础类型转换：
float floatValue = 21.7;
int intValue = 7;

cout << floatValue / 7 << "\t\t" << static_cast<int> (floatValue)/7 <<endl;
cout << intValue/3 << "\t\t" << static_cast<double> (intValue)/3 << endl;

//Output:
//3.1     3
//2       2.33333


从输出结果可以看出转换是成功并且正确的。

对于对象的转换，也是需要又关系的，这层关系就是C++用户自定义类型转换中提到的方法：

• 构造函数（Constructor）
• 类型转换运算符（Type –Cast Operator

static_cast会根据上述顺序寻找到合适的方法进行类型转换。

赋值运算符并不被算在内，因为它自身已经是一种运算符，不能再当做转换运算符来用。

int main(void) 
{
	Ape a;
 	Human h = static_cast<Human> (a); // using promtion constructor

	Programmer p;
	p = static_cast<Programmer> (h); // using  Programmer-cast operaotor

	//Ape a2;
	//a2 = static_cast<Ape> (p); //Error, assignment operator should be used directly

	return 0;
}

(类的代码见C++用户自定义类型转换，或者下载代码查看)

传统转换方式实现static_cast运算符

从上边对static_cast分析可以跟看，static_cast跟传统转换方式几乎是一致的，所以只要将static_cast和圆括号去掉，再将尖括号改成圆括号就变成了传统的显示转换方式。在C++用户自定义类型转换一文已有很多的介绍了。

Director: Jim Fawcett

1. C++ Language Tutorial - Type Casting
2. Object Oriented Design
3. IBM Complilers - XL C/C++ V9.0 for Linux - The static_cast operator (C++ only)
4. Bjarne Stroustrup's C++ Style and Technique FAQ - What good is static_cast?