static_cast能否在C++中引发异常

Can static_cast throw an exception in C++?

本文关键字：异常 C++ cast static      更新时间：2023-10-16

假设static_cast永远不会抛出异常是否安全？

对于int到Enum的强制转换，即使异常无效，也不会引发异常。我能相信这种行为吗？以下代码有效。

enum animal {
  CAT = 1,
  DOG = 2
};
int y = 10;
animal x = static_cast<animal>(y);

对于此特定类型的强制转换（枚举类型的积分），可能会引发异常。

C++标准5.2.9静态铸造[expr.Static.cast]第7段

整型或枚举类型的值可以显式转换为枚举类型。如果原始值为在枚举值（7.2）的范围内。否则生成的枚举值未指定/未定义（因为C++17）

注意，由于C++17这样的转换实际上可能导致未定义的行为，这可能包括抛出异常

换句话说，如果您通过某种输入验证过程确保整数实际上代表有效的枚举值，那么static_cast从整数中获取枚举值的特殊用法在C++17之前是可以的，并且总是可以的。

有时，输入验证过程完全消除了对static_cast的需要，比如

animal GetAnimal(int y)
{
    switch(y)
    {
    case 1:
        return CAT;
    case 2:
        return DOG;
    default:
        // Do something about the invalid parameter, like throw an exception,
        // write to a log file, or assert() it.
    }
}

一定要考虑使用类似于上面结构的东西，因为它不需要强制转换，并且为您提供了正确处理边界情况的机会。

假设static_cast永远不会抛出异常是否安全？

没有。对于用户定义的类型，构造函数和/或转换运算符可能引发异常，从而导致定义良好的行为。

考虑这个程序的输出：

#include <iostream>
struct A {
  A(int) { throw 1; }
};
int main () {
  int y = 7;
  try {
    static_cast<A>(y);
  } catch(...) {
    std::cout << "caughtn";
  }
}

static_cast不能抛出异常，因为static_cast不是运行时强制转换，如果有些不能强制转换，代码将不会编译。但若编译和强制转换是错误的，结果是未定义的。

（此答案仅关注问题中int到enum的转换。）

对于int到Enum的强制转换，即使异常无效，也不会引发异常。我能相信这种行为吗？以下代码有效。

enum animal {   CAT = 1,   DOG = 2 };
int y = 10; 
animal x = static_cast<animal>(y);

事实上，枚举在其定义中并不局限于枚举列表，这不仅仅是一些奇怪的怪癖，而是枚举的一个故意使用的功能——考虑一下枚举值通常是如何被"或"运算在一起以将它们打包为一个值的，或者当没有任何枚举应用时传递0。

在C++03中，编译器使用多大的支持整数不受程序员的明确控制，但范围保证为0和明确列出的枚举。

因此，对于animal来说，10不是一个有效的、可存储的值并不一定是真的。即使支持值不够大，无法存储您试图转换为animal的整数值，也可以应用窄化转换-通常，这将使用枚举支持类型可以保存的许多最低有效位，丢弃任何额外的高位，但有关详细信息，请查看标准。

在实践中，PC和服务器硬件上的大多数现代C++03编译器默认使用（32位）int来支持枚举，因为这有助于调用以32位为规范的C库函数。

当使用static_cast<>将任何值硬塞进枚举时，我绝不会期望编译器抛出异常。

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