53. Операторы приведения типов static_cast, reinterpret_cast

Лучшая практика по приведению типов: не делать этого. Потому что, если в программе потребовалось приведение типов, значит в этой программе с большой долей вероятности что-то неладно. Для довольно редких ситуаций, когда это все-таки действительно нужно, есть четыре способа приведения типов. Старый, оставшийся со времен C, но все еще работающий, лучше не использовать вовсе. Хотя бы потому, что конструкцию вида (Тип) очень сложно обнаружить при чтении кода программы.

static_cast

Может быть использован для приведения одного типа к другому. Если это встроенные типы, то будут использованы встроенные в C++ правила их приведения. Если это типы, определенные программистом, то будут использованы правила приведения, определенные программистом.

static_cast между указателями корректно, только если один из указателей - это указатель на void или если это приведение между объектами классов, где один класс является наследником другого. То есть для приведения к какому-либо типу от void*, который возвращает malloc, следует использовать static_cast.

int * p = static_cast<int*>(malloc(100));

Если приведение не удалось, возникнет ошибка на этапе компиляции. Однако, если это приведение между указателями на объекты классов вниз по иерархии и оно не удалось, результат операции undefined. То есть, возможно такое приведение: static_cast<Derived*>(pBase), даже если pBase не указывает на Derived, но программа при этом будет вести себя странно.

reinterpret_cast

Самое нахальное приведение типов. Не портируемо, результат может быть некорректным, никаких проверок не делается. Считается, что вы лучше компилятора знаете как на самом деле обстоят дела, а он тихо подчиняется. Не может быть приведено одно значение к другому значению. Обычно используется, чтобы привести указатель к указателю, указатель к целому, целое к указателю. Умеет также работать со ссылками.

reinterpret_cast<whatever *>(some *)

reinterpret_cast<integer_expression>(some *)

reinterpret_cast<whatever *>(integer_expression)

Чтобы использовать reinterpret_cast нужны очень и очень веские причины. Используется, например, при приведении указателей на функции.

Что делает приведение типов в стиле С: пытается использовать static_cast, если не получается, использует reinterpret_cast. Далее, если нужно, использует const_cast .

54. Информация о типе времени выполнения (rtti). Использование функции typeid(). Оператор dynamic cast

Аббревиатура RTTI означает RunTime Type Identification, т. е. “Идентификация типа времени выполнения”. Это механизм, позволяющий определить тип объекта во время выполнения программы, что очень полезно в иерархии типов, где указатель или ссылка базового класса может ссылаться на представитель любого производного класса. Полиморфные механизмы, конечно, хороши, но выглядят снаружи подобно “черному ящику”. Вы вызываете виртуальные методы, но не знаете, к чему, собственно, они применяются. Иногда требуется точно знать тип объекта. Если же можно с уверенностью идентифицировать типы, открывается возможность безопасного их приведения.

Операция typeid

Для получения информации о типе во время выполнения программы применяется операция typeid:

typeid(имя_ типа) typeid(выражение)

Ее операндом является либо имя типа, либо выражение, оцениваемое как некоторый тип. Операция возвращает константную ссылку на объект класса type_info, объявленный в заголовке typeinfo.h.

Если операция не может определить тип своего операнда, она выбрасывает исключение типа bad_typeid.

Следует помнить, что RTTI в собственном смысле, как динамическое распознавание типа, работает только с полиморфными типами, т. е. классами, имеющими хотя бы одну виртуальную функцию. Если применить операцию typeid к обычному типу, идентификация типа будет произведена статически, т. е. при компиляции.

dynamic_cast

Операция динамического приведения типа

dynamic сast<целевой_тип>(аргумент)

не имеет аналогов среди операций, выполняемых .с применением “классической” нотации приведения. Операция и проверка ее корректности при известных условиях происходит во время выполнения программы.

Целевой тип операции должен быть типом указателя, ссылки или void*. Если целевой тип — тип указателя, то аргументом должен быть указатель на объект класса; если целевой тип — ссылка, то аргумент должен также быть соответствующей ссылкой. Если целевым типом является void*, то аргумент также должен быть указателем, а результатом операции будет указатель, с помощью которого можно обратиться к любому элементу “самого производного” класса иерархии, который сам не может быть базовым ни для какого другого класса.

Приведение от производного класса к базовому разрешается на этапе компиляции. Преобразования от базового класса к производному, либо перекрестные преобразования на некоторой иерархии, происходят во время выполнения программы. Операция нисходящего приведения типа допустима только в случае, если базовый класс (класс аргумента) является полиморфным.

При попытке произвести некорректное преобразование операция возвращает нуль, если целевой_тип — указатель. Если ссылка, операция выбрасывает исключение типа bad_cast.

С помощью операции dynamic_cast можно выполнять нисходящее приведение виртуального базового класса, что невозможно сделать с применением обычной нотации приведений, при условии, что базовый класс является полиморфным и преобразование разрешается однозначно.

Динамическое приведение типа опирается на механизм RTTI, поэтому необходимо установить флажок Enable RTTI в диалоге Project Options (страница C++). Если этот флажок сброшен, программа компилироваться не будет.