Явное приведение static_cast в С++, начало знакомства

Опубликовано 03.05.2012 | Автор: admin

В С++ можно явно приводить типы с помощью нескольких кастов. В зависимости от вида преобразования, выбирают одно из четырёх. Часто для работы с самыми обычными типами выбирают операцию static_cast.

Для того, чтобы вообще понимать страшно выглядящий, но очень несложный, синтакисис её применения:

      double a = 5.555;
      static_cast<int>(a);

1 2	double a = 5.555; static_cast<int>(a);

Желательно ознакомиться с темой:

Шаблоны функций в С++ для начинающих Первое знакомство

Моя непосредственно текущая статья не полностью раскрывает тему static_cast, а только даёт волшебный пинок к пониманию. Поэтому, после ознакомления с общим принципом, Вам потребуется поизучать информацию в разных источниках (лучше почитать книги авторитетных авторов).

Я не могу сейчас раскрыть тему полностью, потому что в настоящий момент, путь "самурая", рискнувшего изучать язык С++, следующего порядку тем моего сайта, ограничивается препятствиями из самых обычных функций. Мы ещё не дошли до классов. А при работе с классами и применением наследования, у static_cast есть ещё некоторые правила. По этой причине я только очень поверхностно знакомлю читателя с описываемым в статье способе преобразований типов. Имейте это в виду.

В С++ иногда срабатывают неявные преобразования типов. Как правило, они доставляют проблем приходящим в С++ новичкам. Поверхностное ознакомление с неявными преобразованиями описывалось в статье С++ Неявные преобразования численных типов. Но ещё бывает нужда в ручном преобразовании неподходящего типа к нужному. На самом деле, чем больше Вы стараетесь избежать явных привидений типов, тем лучше. В идеале не использовать ручное приведение типов вообще. Но тем не менее, Вы неоднократно ещё будете преобразовывать типы.

В С++ возможно использовать явное приведение в стиле языка С и в стиле языка С++. В стиле языка С++ есть такие вот варианты:

dynamic_cast
static_cast (этот сейчас описывается)
const_cast
reinterpret_cast

Создатель языка С++: Бьярне Страуструппе — считал, что приведения в стиле языка С и в функциональном стиле обладают ужасным свойством: позволяют не вникать в то, что именно они делают. Поэтому в С++ была добавлена возможность явных приведений с помощью операций, перечисленных выше. Эти операции ограничены в своих возможностях, а их непонятные (поначалу) названия хорошо отображают цель использования преобразования и помогают избежать некоторых ошибок ещё на стадии написания кода.

Так как эта статья ограничена static_cast, то дальше будет написано только про static_cast и, как было сказано ранее, только частично.

Схема приведения static_cast выглядит так:

Демонстрация желания преобразования типов

Тип, к которому преобразовываем

(

Значение, из которого выделяем тип

)

;

Комментарий

static_cast

int

(

155.55

)

;

Преобразование: из double в int

static_cast

double

(

value1

)

;

Преобразование: из выделенного из value1 типа в double

static_cast

MyType

(

value2

)

;

Преобразование: из выделенного из value2 типа в MyType

	static_cast<int>(92.99); //Приведение double к int

	char x;
	static_cast<double>(x); //Приведение char к double

	static_cast<void*>(foo()); //Приведение типа, полученного от функции к void*

static_cast<int>(92.99); //Приведение double к int

char x;

static_cast<double>(x); //Приведение char к double

static_cast<void*>(foo()); //Приведение типа, полученного от функции к void*

Поскольку язык С++ является надмножеством языка С, с целью совместимости с очень большим числом уже написанных ещё до начала существования С++ программ, многое из языка С осталось в С++. Иногда говорят, что это оставшееся — тяжёлое наследство из языка С. Среди оставленного есть и возможность явного приведения. Такие явные приведения, по правилам языка С, проще использовать, потому что легко понять и запомнить, но они опасные, потому что программист может не понимать, что происходит.

В стиле языка С для явного преобразования типов используюся круглые скобки:

    int x = 200;
    (double)x;      //С-style
    x(double);      //C++ style, reinterpret_cast

int x = 200;

(double)x; //С-style

x(double); //C++ style, reinterpret_cast

Такое приведение считается экстримальным и использовать его очень не рекомендуется. Опасно. Этому стоит предпочитать те страшные касты, которые введены в С++ и жутко выглядят (static_cast, const_cast, dynamic_cast…).

Вернёмся к static_cast. И посмотрим, почему он лучше более простого по написанию варианта:

#include <iostream>

using namespace std;

int foo_int(){
    return 0;
}

int main()
{
  (void*)foo_int(); //компилируется
  static_cast<void*>(foo_int()); //ошибка компиляции
}

#include <iostream>

using namespace std;

int foo_int(){

return 0;

}

int main()

{

(void*)foo_int(); //компилируется

static_cast<void*>(foo_int()); //ошибка компиляции

}

Введённые в С++ касты (приёмы преобразований типов) не дают программе собраться, если преобразование черезчур опасное. Эти ограничения повышают надёжность готовых продуктов.

В показанном примере происходит попытка приведения типа int, отдаваемого функцией foo_int к типу void*. В случае с С-style приведением ошибок никаких нет и программа успешно запустится, но в ходе её работы могут возникнуть проблемы.

Поговорим немного о более сложных для новичков вещах. Cогласно документации языка С++, операция static_cast позволяет явно преобразовать указатели связанных типов один в другой. Если программист использует static_cast для приведения встроенных в С++ примитивных типов, то операцией static_cast используются правила приведения встроенных типов. Если приведение не допускается, то static_cast не даст скомпилироваться программе, что и было продемонстрировано выше: приведение целочисленного типа к указателю на этапе компиляции не удалось. Для собственного удобства первое время можете считать, что если не можете присвоить в одну переменную значение какого-то выражения, то и static_cast не станет приводить тип того выражения к типу той переменной.

    const char* S = new char[100];
   (int)S;                           //компилируется
   static_cast<S>(int);             //ошибка компиляции

const char* S = new char[100];

(int)S; //компилируется

static_cast<S>(int); //ошибка компиляции

Причины некомпилирования достаточно просты. Нельзя привести тип, который по сути есть строка, к типу число. У этих типов разное внутренне представление. Хотя приведение в стиле С плюёт на внутренние представления типов и игнорирует сам факт собственного неумения выводить число из строки в неявном виде. static_cast более умный, скомпилироваться программе не даёт. Вы если не поняли, то смотрите, в чём опасность:

#include <iostream>
#include <cstring>

int rand(){}

int main(int argc, char *argv[])
{

   char*  S = new char[100];
   strcpy(S,"10");
   int a = (int)S;                           //компилируется

    std:: cout << a << '\n';        //<--- Ошибка, здесь не 10

 delete []S;

}

#include <iostream>

#include <cstring>

int rand(){}

int main(int argc, char *argv[])

{

char* S = new char[100];

strcpy(S,"10");

int a = (int)S; //компилируется

std:: cout << a << '\n'; //<--- Ошибка, здесь не 10

delete []S;

}

Хоть программа и собралась, результат работы плачевен. А static_cast просто бы не дал компилятору собрать программу, предупредив возникновение нехорошей ошибки. Он молодец.

Язык С++ позволяет создавать свои собственные типы данных.

В случае с типами, определёнными программистом, используются правила приведения, описанные программистом.

В примерах статьи я применял указатель на void

К типу void можно привести любой тип.

C++

char temp[100]; static_cast<void>(temp); //допускается, к void можно привести всё.

1
2

char temp[100];
static_cast<void>(temp); //допускается, к void можно привести всё.

Поскольку нельзя создать обычную переменную с типом void, но можно создать указатель, указывающий на сущность с void типом, я и задействовал в примере указатель на сущность с void типом. Это, если вы будете перечитывать статью, то просто маленькое прояснение.

Я полагаю, что для поверхностного ознакомления этой информации должно хватить и что вы сможете теперь без труда и применять этот каст, и понимать, зачем другие пишут именно так. Дальнейшее знакомство всё глубже и глубже окунает в изучение классов.

Если нужно выполнять приведение каких-то простых типов, встроенных в С++, то приведение с помощью static_cast оправдано.

Но не надо себе воображать, что использование static_cast вообще хорошо. Любое собственноручное приведение типов черевато последствиями. Нужно максимально избегать необходимости приведения типов в серьёзных программах.

Советую отложить где-то закладку, что информация о static_cast была получена не в полном объёме, что после изучения полиморфизма, нужно вернуться к этому способу приведения типов.

Некоторые полезные сведения о static_cast:

Операция static_cast не может удалять атрибуты const, volatile.

Операция static_cast выполнятся во время компиляции программы.

Операция static_cast использует встроенные правила приведения для встроенных типов и программистские правила приведения в программистских типах.

Обычно static_cast используется, когда требуется преобразовать числовые типы данных.

А ещё нужно знать немного о приоритете операций и понимать, что эти приоритеты не отменял никто:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
  cout << static_cast<double>(5/2) << '\n'; //Вывод 2
  cout << static_cast<double>(5)/2 << '\n'; //Вывод 2.5
}

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

cout << static_cast<double>(5/2) << '\n'; //Вывод 2

cout << static_cast<double>(5)/2 << '\n'; //Вывод 2.5

}

В первом случае сначала вычисляется выражение в круглых скобках, а потом происходит преобразование полученного в результате вычисления типа к типу double
Во втором случае сначала тип, выводимый из числа 5, т. е. int приводится к типу double, после чего целое double делится на 2, т. е. на int. Результат double.

На заметку:

В некоторых случаях static_cast используют для обхода предупреждений о приведениях с потерей точности.

Рубрика: Базовые знания, level "HelloWorld", Приведения типов

Явное приведение static_cast в С++, начало знакомства

Добавить комментарий Отменить ответ

Поиск

Последние темы

Случайная книга в электронном формате

Последние комментарии

Мета