C 箴言：将强制转型减到最少

　　C 的规则设计为确保不会发生类型错误。在理论上，假如您的程式想顺利地通过编译，您就不应该试图对任何对象做任何不安全的或无意义的操作。这是个很有价值的确保，您不应该轻易地放弃他。

　　不幸的是，强制转型破坏了类型系统。他会引起各种各样的麻烦，其中一些容易被察觉，另一些则格外地微妙。假如您从 C，Java，或 C# 转到 C ，请一定注意，因为强制转型在那些语言中比在 C 中更有必要，危险也更少。但是 C 不是 C，也不是 Java，也不是 C#。在这一语言中，强制转型是个您必须全神贯注才能够靠近的特性。

　　我们就从回顾强制转型的语法开始，因为对于同样的强制转型通常有三种不同的写法。C 风格（C-style）强制转型如下：

　　(T) expression // cast expression to be of type T

　　函数风格（Function-style）强制转型使用这样的语法：

　　T(expression) // cast expression to be of type T

　　这两种形式之间没有本质上的不同，他纯粹就是个把括号放在哪的问题。我把这两种形式称为旧风格（old-style）的强制转型。

　　C 同时提供了四种新的强制转型形式（通常称为新风格的或 C 风格的强制转型）：

　　const_cast(expression)

　　dynamic_cast(expression)

　　reinterpret_cast(expression)

　　static_cast(expression)

　　每一种适用于特定的目的：

　　·const_cast 一般用于强制消除对象的常量性。他是唯一能做到这一点的 C 风格的强制转型。

　　·dynamic_cast 主要用于执行“安全的向下转型（safe downcasting）”，也就是说，要确定一个对象是否是个继承体系中的一个特定类型。他是唯一不能用旧风格语法执行的强制转型。也是唯一可能有重大运行时代价的强制转型。（过一会儿我再提供细节。）

　　·reinterpret_cast 是特意用于底层的强制转型，导致实现依赖（implementation-dependent）（就是说，不可移植）的结果，例如，将一个指针转型为一个整数。这样的强制转型在底层代码以外应该极为罕见。在本书中我只用了一次，而且还仅仅是在讨论您应该如何为裸内存（raw memory）写一个调谐分配者（debugging allocator）的时候。

　　·static_cast 能够被用于强制隐型转换（例如，non-const 对象转型为 const 对象（就像 Item 3 中的），int 转型为 double，等等）。他还能够用于很多这样的转换的反向转换（例如，void* 指针转型为有类型指针，基类指针转型为派生类指针），但是他不能将一个 const 对象转型为 non-const 对象。（只有 const_cast 能做到。）

　　旧风格的强制转型依然合法，但是新的形式更可取。首先，在代码中他们更容易识别（无论是人还是像 grep 这样的工具都是如此），这样就简化了在代码中寻找类型系统被破坏的地方的过程。第二，更精确地指定每一个强制转型的目的，使得编译器诊断使用错误成为可能。例如，假如您试图使用一个 const_cast 以外的新风格强制转型来消除常量性，您的代码将无法编译。

　　当我要调用一个 explicit 构造函数用来传递一个对象给一个函数的时候，大概就是我仅有的使用旧风格的强制转换的时候。例如：

　　class Widget {

　　public:

　　explicit Widget(int size);

　　...

　　};

　　void doSomeWork(const Widget& w);

　　doSomeWork(Widget(15)); // create Widget from int

　　// with function-style cast 　　

　　doSomeWork(static_cast(15)); // create Widget from int

　　// with C -style cast

　　由于某种原因，有条不紊的对象创建感觉上不像一个强制转型，所以在这个强制转型中我多半会用函数风格的强制转型代替 static_cast。反过来说，在您写出那些导致核心崩溃（core dump）的代码时，您通常都感觉您有恰当的原因，所以您最好忽略您的感觉并始终都使用新风格的强制转型。

　　很多程式员认为强制转型除了告诉编译器将一种类型看作另一种之外什么都没做，但这是错误的。任何种类的类型转换（无论是通过强制转型的显式的还是编译器添加的隐式的）都会导致运行时的可执行代码。例如，在这个代码片断中， 　　

　　int x, y;

　　...

　　double d = static_cast(x)/y; // divide x by y, but use

　　// floating point division

　　int x 到 double 的强制转型理所当然要生成代码，因为在大多数系统架构中，一个 int 的底层表示和 double 的不同。这可能还不怎么令人吃惊，但是下面这个例子可能会让您稍微开一下眼： 　　

　　class Base { ... }; 　　

　　class Derived: public Base { ... }; 　　

　　Derived d; 　

　　Base *pb = &d; // implicitly convert Derived* → Base*

　　这里我们只是创建了一个指向派生类对象的基类指针，但是有时候，这两个指针的值并不相同。在当前情况下，会在运行时在 Derived* 指针上应用一个偏移量以得到正确的 Base* 指针值。

　　这后一个例子表明一个单一的对象（例如，一个类型为 Derived 的对象）可能会有不止一个地址（例如，他的被一个 Base* 指针指向的地址和他的被一个 Derived* 指针指向的地址）。这在 C 中就不会发生，也不会在 Java 中发生，也不会在 C# 中发生，他仅在 C 中发生。实际上，假如使用了多继承，则一定会发生，但是在单继承下也会发生。和其他事情合在一起，就意味着您应该总是避免对 C 如何摆放事物做出假设，您当然也不应该基于这样的假设执行强制转型。例如，将一个对象的地址强制转型为 char* 指针，然后对其使用指针运算，这几乎总是会导致未定义行为。

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