Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

В программах ранее уже использовались преобразования типов класса, когда символьная строка в стиле С использовалась там, где ожидался библиотечный тип string(см. раздел 3.5.5), а также при чтении из потока istreamв условии.

string s, t = "a value"; // с имвольный строковый литерал преобразован

// в тип string

while (cin >> s) // условие while преобразует cin в bool

Условие ( cin >> s) читает поток cinи возвращает его же как результат. Условия ожидают значение типа bool, но оно проверяет значение типа istream. Библиотека IO определяет преобразование из типа istreamв bool. Это преобразование используется автоматически, чтобы преобразовать поток cinв тип bool. Результирующее значение типа boolзависит от состояния потока. Если последнее чтение успешно, то преобразование возвращает значение true. Если последняя попытка потерпела неудачу, то преобразование возвращает значение false.

Иногда необходимо явно преобразовать объект в другой тип. Например, в следующем коде может понадобиться использование деления с плавающей точкой:

int i, j;

double slope = i/j;

Для этого необходим способ явного преобразования переменных iи/или jв тип double. Для явного преобразования используется приведение (cast) типов.

Хотя приведение время от времени необходимо, оно довольно опасно.

Именованный оператор приведения имеет следующую форму:

имя_приведения < тип >( выражение );

где тип — это результирующий тип преобразования, а выражение — приводимое значение. Если тип — ссылка, то результат l-значение. Имя_приведения может быть одним из следующих: static_cast, dynamic_cast, const_castи reinterpret_cast. Приведение dynamic_cast, обеспечивающее идентификацию типов времени выполнения, рассматривается в разделе 19.2. Имя_приведения определяет, какое преобразование осуществляется.

Любое стандартное преобразование типов, кроме задействующего спецификатор constнижнего уровня, можно затребовать, используя оператор static_cast. Например, приведя тип одного из операндов к типу double, можно заставить выражение использовать деление с плавающей точкой:

// приведение для вынужденного деления с плавающей точкой

double slope = static_cast(j) / i;

Оператор static_castзачастую полезен при присвоении значения большего арифметического типа переменной меньшего. Приведение сообщает и читателю программы, и компилятору, что мы знаем и не беспокоимся о возможной потере точности. При присвоении большего арифметического типа меньшему компиляторы зачастую выдают предупреждение. При явном приведении предупреждающее сообщение не выдается.

Оператор static_castполезен также при выполнении преобразований, которые компилятор не выполняет автоматически. Например, его можно использовать для получения значения указателя, сохраняемого в указателе void*(см. раздел 2.3.2):

void* p = &d; // ok: адрес любого неконстантного объекта может

// храниться в указателе void*

// ok: преобразование void* назад в исходный тип указателя

double *dp = static_cast(p);

После сохранения адреса в указателе типа void*можно впоследствии использовать оператор static_castи привести указатель к его исходному типу, что позволит сохранить значение указателя. Таким образом, результат приведения будет равен первоначальному значению адреса. Однако следует быть абсолютно уверенным в том, что тип, к которому приводится указатель, является фактическим типом этого указателя; при несоответствии типов результат непредсказуем.

Оператор const_castизменяет только спецификатор constнижнего уровня своего операнда (см. раздел 2.4.3):

const char *pc;

char *p = const_cast(pc); // ok: однако запись при помощи p

// указателя непредсказуема

Принято говорить, что приведение, преобразующее константный объект в неконстантный, "сбрасывает const". При сбросе константности объекта компилятор больше не будет препятствовать записи в этот объект. Если объект первоначально не был константным, использование приведения для доступа на запись вполне допустимо. Но применение оператора const_castдля записи в первоначально константный объект непредсказуемо.

Только оператор const_castпозволяет изменить константность выражения. Попытка изменить константность выражения при помощи любого другого именованного оператора приведения закончится ошибкой компиляции. Аналогично нельзя использовать оператор const_castдля изменения типа выражения:

const char *cp;

// ошибка: static_cast не может сбросить const

char *q = static_cast(cp);

static_cast(cp); // ok: преобразует строковый литерал в строку

const_cast(cp); // ошибка: const_cast изменяет только

// константность

Оператор const_castособенно полезен в контексте перегруженных функций, рассматриваемых в разделе 6.4.

Оператор reinterpret_castосуществляет низкоуровневую интерпретацию битовой схемы своих операндов. Рассмотрим, например, следующее приведение:

int *ip;

char *pc = reinterpret_cast(ip);

Никогда не следует забывать, что фактическим объектом, на который указывает указатель pc, является целое число, а не символ. Любое использование указателя pc, подразумевающее, что это обычный символьный указатель, вероятно, потерпит неудачу во время выполнения. Например, следующий код, вероятней всего, приведет к непредвиденному поведению во время выполнения:

string str(pc);

Использование указателя pcдля инициализации объекта типа string— хороший пример небезопасности оператора reinterpret_cast. Проблема в том, что при изменении типа компилятор не выдаст никаких предупреждений или сообщений об ошибке. При инициализации указателя pcадресом типа intкомпилятор не выдаст ни предупреждения, ни сообщения об ошибке, поскольку явно указано, что это и нужно. Однако любое последующее применение указателя pcподразумевает, что он содержит адрес значения типа char*. Компилятор не способен выяснить, что фактически это указатель на тип int. Таким образом, инициализация строки strпри помощи указателя pcвполне правомерна, хотя в данном случае абсолютно бессмысленна, если не хуже! Отследить причину такой проблемы иногда чрезвычайно трудно, особенно если приведение указателя ipк pcпроисходит в одном файле, а использование указателя pcдля инициализации объекта класса string— в другом.