Re: [問題] C++幾種新式cast的用法

[tinlans ( )]

※ 引述《nowar100 (拋磚引玉)》之銘言：
: 分享一下我之前聽過的概念
: C++設計這四種轉型，是為了防止PG做了不是自己想做的動作
: 例如通常會設成const，就是希望不要去動到他的值
: 但是這時候PG有這個必要性的時候，他就必須要用const_cast
: 這意義代表著PG必須自己清楚的了解，自己正在做"把const剝掉"這種危險事
: static_cast是最普通的情況，基本上就是值互轉都是用這個
: 例如int轉char，int轉double等等
只要你有 100% 的把握，
向下轉型也是可以用這個，
典型的應用例子就是 Curiously Recurring Template Pattern (CRTP)，
在這種狀況下不但可以大膽的用 static_cast 把 Base * 轉成 Dervied *，
還能省下 RTTI 機制造成的 overhead。
: dynamic_cast是用於多型的時候，在run-time時決定是否可以真的這樣轉
: 例如將Based*轉成Derived*
要再次強調的部分就是「用於多型的時候」，
C++ 根據多型性可以把 class 區分為 polymorphic class 跟 non-polymorphic class，
所謂的 polymorphic class 內必定至少要有一個 virtual function，
沒有 virtual function 的 class 就沒有對應的 virtual table，
沒有對應的 virtual table 就代表沒有對應的 type info 欄位，
也就是 RTTI 的所有機制在 non-polymorphic class 上無法作用。

以上面講的 CRTP 為例，
大部分使用 CRTP 的 Base 是不帶有 virtual function 的，
所以在這種狀況下寫 dynamic_cast<Dervied *>(ptrToBase) 會無法通過編譯，
這點很多初學 dynamic_cast 的人會看不懂錯誤訊息；
一般來說希望使用 dynamic_cast 等 RTTI 機制的話，
Base 至少就需要有一個 virtual function，
如果找不到的話那首選對象就是 virtual destructor。

STL 的 containers 都不具有 virtual function，
所以試圖以多型的方式使用它們就是不可能的，
dynamic_cast 當然也是無法作用，
所以 public 繼承 STL containers 一般來說可以視為觀念錯誤，
在 code 裡出現這種東西是一個很大的警訊。
: const_cast是用於剝掉const屬性
: 例如const char*轉成char*
用 const_cast 剝掉 const 雖然總是可以在 compile-time 運作，
但也是要小心，
這個前提是你必須 100% 確定你要轉的東西原本就不是 const，
否則 run-time 的行為不可預測，
compiler 可以把任何最初就是 const 的變數或物件安排在 read-only 區段，
對這種東西做 const_cast 再進行寫入可能會讓程式當掉，
當然也有一定的機率可以正常運作 (視平台和編譯環境而定)；
合理的 const_cast 常出現在 operator overloading 的實作上，
讓 const 跟 non-const 的版本能 reuse 同一份 code。
: 至於reinterpret_cast這東西很危險，通常也不太會用到
: 像是int*轉成char*，意義是"重新解析這個東西"
: 通常是在寫很底層，硬要用自己想要的觀點去存取資料結構，才會用到
: 至於void*是萬用型態，是個特例，所以可以用static_cast轉
: 至於C-style轉型，就是這四種的混合體，也就是暴力轉
: C++故意將轉型分成四種，就是希望PG自己負起轉型的責任
: PG使用不同的_cast的當下，必須清楚的知道自己在做什麼
: 也因此，通常C++的PG不應該去用C-style的轉型

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Ling-hua Tseng ([e-mail])
Department of Computer Science, National Tsing-Hua University
Interesting: C++, Compiler, PL/PD, OS, VM, Large-scale software design
Researching: Software pipelining for VLIW architectures
Homepage: https://www.tinlans.org

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 118.160.106.130
※ 編輯: tinlans         來自: 118.160.106.130      (12/29 06:26)
推 timTan:有機會把CRTP來個完整剖析嗎XD
推 VictorTom:也要推:)
推 oddguy:推CRTP的解釋
推 flashphp:先推專業! 但我對public 繼承 STL containers是錯誤觀念
→ flashphp:有點疑問, 子類別繼承STL container不是跟繼承int, char
→ flashphp:一樣自然嗎, 還是這是我生根的錯誤觀念 XD
推 nowar100:STL container沒有多型概念，容易memory leak
→ nowar100:通常會把它放為member 而不是去繼承他
推 flashphp:謝謝n大,另~能否舉例STL因繼承而造成memory leak的問題
→ nowar100:你用一個based*指向derived* based是STL derived是你自訂
→ nowar100:然後你去解構這個based* 他因為沒有多型 就leak了
推 legnaleurc:STL container 都沒有 virtual destructor ...
推 horngsh:推NOWAR大大的解釋...一針見血