读书笔记_Effective_C++_条款二十七：尽量少做转型动作

有关转型的几种做法，已经在早些的博客中写过了。这里先简单回顾一下，再讲一讲effective中对之更深入的阐述。

转型可以按风格可以分成C风格转型和C++风格转型两大类，C风格转型很容易看到，因为我们会经常使用，像

(T) expression

以及：

T (expression)

最经典的例子就是处理整数除法，在C/C++程序中，整数除法的结果还是整数，有时会得不到我们想到的结果，比如3/5，结果是0，而不是0.6，但如果这样double(3) / 5，结果就会是0.6了，因为转型操作double(3)，将整数转成了浮点数，这样就是小数除法了，可以得到带小数点的结果。

 

C++风格的转型操作分成四类：

const_cast<T>(expression)
static_cast<T>(expression)
dynamic_cast<T>(expression)
reinterpret_cast<T>(expression)

effective推荐使用的是前三种，最后一种是把一个指针转成整数或者把整数看成指针，对平台依赖性很强，不建议使用。

 

const_cast很简单，就是去掉常量属性，比如：

int main()
{
    int a= 3;
    const int* ca = &a;
    int *pb = const_cast<int*> (ca);
    *pb = 5;
    cout << a << endl; // a的输出结果是5
}

但这种常量性的转换只是针对于指针或引用（包括this指针），是不能针对于普通变量的，比如下面的做法就是错误的：

int main()
{
    const int a = 3;
    int b = const_cast<int>(a);  //编译出错，只能使用static_cast或者C风格转换
}

对于const_cast，既可以将const->非const，也可以将非const->const，只要记住两点，其一是这个操作只对指针或引用有效；其二，这个操作并不改变被转换对象的常属性，对于：

int a= 3;
const int* ca = &a;
int *pb = const_cast<int*> (ca);

ca仍是指向常量的指针，对它的操作，比如*ca = 5，是会报编译错的。

 

static_cast是最为常用C++转型了，我们常见的int->double亦或是float->int等等，都是用static_cast来进行转换的（包括const int -> int，以及int -> const int，只要不是常指针/引用->non常指针/引用）。

 

dynamic_cast是当想把基类指针转成派生类指针时用，这种转换可以保证安全性，当把两个不相干的类之间用dynamic_cast时，转换的结果将是空指针，同时若基类指针指向的对象只是基类本身时，对基类指针进行dynamic_cast向下转型到派生类，会得到空指针，防止进一步的操作。

 

介绍到这里，需要我们回答一个问题，既然旧式转型已经够用了（毕竟C语言就是这样用的，没有人抱怨转型的功能不够丰富），那为什么C++还要再定义功能重复的转型呢？

原因有两个：第一，细化转型使它们很容易在代码中被辨识出来，可以不去看上下文就知道这样的转型是什么类型的（常量转型还是向下转型）；第二，各转型动作的目标愈窄化，编译器愈可能诊断出错误的应用。

 

下面来讲一下，为什么effective中要我们尽量少做转型动作。

不清楚原理的转型会带来严重的bug，比如书上提到的，假设有一个基类Window，它有一个派生类SpecialWindow，它们都有一个OnResize()的成员函数，在派生类的OnResize()中想要先调用基类的OnResize()，于是有程序员便这样做了：

void SpecialWindow::OnResize()
{
    static_cast<Window>(*this).OnResize();
    …
}

这样真的没有问题吗？将派生类对象转成Window对象，然后对其调用OnResize()，这确确实实调用的是基类的OnResize()，但OnReszie()对成员变量操作的结果是你想要的吗？

答案是否定的，因为static_cast生成的是一个临时的基类的对象，这个对象并不是真正组成派生类的那个基类，而是它的一个副本（这个副本的成员变量值与派生类对象中基类的成分是一样的，但地址不同），调用OnResize()变更的结果是这个副本的成员变量变了，但派生类中包含的基类的成员变量却是没有任何变化的。好了，这就是bug了，在之后的测试中这个问题会让程序员纠结好一阵子。

一句话，转型生成的是一个copy，一份副本，有的时候这并不是你想要的，修正方法其实很简单，就是：

void SpecialWindow::OnResize()
{
    Window::OnResize(); // OK了，就这么简单
    …
}

有的转型操作也是比较废的，比如dynamic_cast，这个转型会对类名称进行strcmp，以判断向下转型是否合理，如果继承深度比较大，那么每一次的dynamic_cast将会进行多次strcmp，这将严重影响程序的执行效率。解决方法就是如果可以话，直接使用指向子类的指针，真的想用父类的指针（比如工厂设计模式等），那就考虑多态吧，在父类相应的函数前面加virtual，然后子类进行覆盖即可。

 

最后总结一下，有的程序员认为，转型其实什么也没有做，只是告诉编译器把某种类型视为另一种类型而已。如果说的是指针，这样理解是正确的，但如果说的是全部的话（包括变量），恐怕就不妥了，比如static_cast<double>(a) / b，这一类经典的整数除法->小数除法转换，转换前后在底层产生的代码是绝对不同的。

1. 如果可以，尽量避免转型，特别是在注重效率的代码中避免dynamic_casts。

2. 如果转型是必要的，试着将它隐藏于某个函数背后，客户可以随后调用这个函数，而不需要将转型放在他们自己的代码里。

3. 宁可使用C++风格的新式转型，少用C风格转型，因为前者很容易辨识出来，而且也比较有着分门别类的职掌。