c++类型转换，用于C风格的向下转换

C++ casting for C-style downcasting

本文关键字：转换 风格 类型转换 用于 c++      更新时间：2023-10-16

当使用使用C风格继承的C API时，(利用C结构的标准布局)，例如GLib，我们通常使用C风格的强制转换来向下转换:

struct base_object
{
    int x;
    int y;
    int z;
};
struct derived_object
{
    base_object base;
    int foo;
    int bar;
};
void func(base_object* b)
{
    derived_object* d = (derived_object*) b; /* Downcast */
}


但是，如果我们正在编写新的c++代码，使用像这样的C- api，我们应该继续使用C风格的强制转换，还是应该使用c++强制转换?如果是后者，我们应该使用哪种类型的c++强制转换来模拟C向下强制转换?

起初，我认为reinterpret_cast是合适的:

derived_object* d = reinterpret_cast<derived_object*>(b);

然而，我总是对reinterpret_cast保持警惕，因为c++标准对将要发生的事情几乎没有保证。static_cast对void*可能更安全:

derived_object* d = static_cast<derived_object*>(static_cast<void*>(b))

当然，这确实很麻烦，使我认为在这种情况下使用c风格的强制转换更好。

那么这里的最佳实践是什么呢?

如果您查看c++规范中关于C风格强制转换的规范，您会发现强制转换符号是根据其他类型转换操作符(dynamic_cast, static_cast, reinterpret_cast, const_cast)定义的，在本例中使用reinterpret_cast。

此外，reinterpret_cast提供了比您链接到的答案所指示的更多的保证。你关心的是:

§9.2/20:使用reinterpret_cast适当转换后，指向标准布局结构对象的指针指向其初始成员(或者，如果该成员是位域，则指向其所在的单元)，反之亦然。

如果你想使用强制转换表示法，我认为明确使用c++类型转换操作符是最好的。但是，与其在代码中乱扔强制类型转换，不如为每个转换编写一个函数(使用reinterpret_cast实现)，然后使用它。

derived_object *downcast_to_derived(base_object *b) {
    return reinterpret_cast<derived_object*>(b);
}

然而，我总是对reinterpret_cast保持警惕，因为c++标准对将要发生的事情几乎没有保证。

c++风格的强制转换并不比C风格的强制转换更安全，因为C风格的强制转换是根据c++风格的强制转换定义的。

5.4.4 执行的转换

- a const_cast (5.2.11)，

-一个static_cast (5.2.9)，

—一个static_cast后跟一个const_cast，

-一个reinterpret_cast(5.2.10)，或

—reinterpret_cast后跟const_cast，

可以使用显式类型转换的强制转换符号来执行。

[…]

如果一个转换可以用以上列出的一种以上的方式来解释，那么这种解释出现在列表的第一个被使用，即使由该解释产生的强制转换是错误的。

可悲的答案是，你无法避免代码中的强制类型转换，因为编译器对类之间的关系知之甚少。无论如何，您可能想要重构它(强制类型转换、类或使用它们的代码)。

底线是:

如果可以，使用适当的继承。

如果不能，使用reinterpret_cast

使用如下C- api的新c++代码

不要用C风格编写新的c++代码，它不能利用c++语言的特性，而且它还迫使包装器的用户使用相同的"C"风格。相反，创建一个合适的c++类来包装C API接口细节，并将它们隐藏在c++类后面。

应该继续使用c风格的强制类型转换吗

没有

或者我们应该使用c++强制类型转换

是的，但只有当你必须的时候。

使用c++继承和虚访问器函数(可能)。请说明你打算如何在函数中使用派生对象，这可能会为你提供一个更好的答案。

如果func期望使用派生对象的方法，那么它应该接收派生对象。如果它期望使用base_object的方法，但由于指针指向派生对象而改变了方法，则虚函数是实现此目的的c++方法。

同时，你想传递一个引用给func，而不是一个指针。

dynamic_cast，需要满足某些条件:

http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/

如果你只是转换结构体ptrs到结构体ptrs，你知道你想要什么，那么static_cast，或reinterpret_cast可能是最好的?

但是，如果您真的对编写c++代码感兴趣，那么强制类型转换应该是您最后的手段，因为有更好的模式。我考虑强制转换的两种常见情况是:

  • 您正在与一些事件传递机制接口，该机制将泛型基类传递给事件处理程序。

  • 你有一个对象的容器。容器要求它包含同质类型(即每个元素都包含相同的"东西")，但你想在容器中存储不同的类型。

我认为dynamic_cast正是你想要的。

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