static_cast 有什么区别<type>和静态类型<type *> ?</type></type>

Question

到目前为止，我知道static_cast是一个编译时操作，它以某种方式分析实体的 memory 并尝试将其转换为指定的 object。

我看到 static_cast 广泛用作static_cast<T *> 。 这是什么原因？ 是不是因为编译器需要一个指针来检查 object 的 memory 布局？

例子：

union U { int a; double b; } u;
void* x = &u;                        // x's value is "pointer to u"
double* y = static_cast<double*>(x); // y's value is "pointer to u.b"
char* z = static_cast<char*>(x);     // z's value is "pointer to u"

但是，对于static_cast<T>这会失败：

double yy = static_cast<double>(u); error: cannot convert 'union U' to 'double' without a conversion operator

我首先在类的使用中发现了这种类型的转换，并且看起来它在那里使用得更多。

Derived * d = new Derived();
Base * b = static_cast<Base *>(d);

然而，同样的问题仍然存在：

Base b1 = Base();
Derived d2 = Derived();

b1 = static_cast<Base>(d2);
// No error here

我能否详细说明 static_cast 如何在幕后工作以及它与 memory （因此是对象）和（如果有必要）发生的指令有何关系？

Answer 1

考虑static_cast的两种不同用例可能会有所帮助：一种用于将非指针类型相互转换，另一种用于将指针类型相互转换。

在将非指针类型相互转换时， static_cast的含义是“进行从源值初始化目标类型的 object 时会进行的那种转换”。 因此，例如，在此代码中：

int aASCII = 64;
cout << static_cast<char>(aASCII) << endl; // Prints 'A'

static_cast<char>(aASCII)的意思是“如果我要将新的char值初始化为aASCII ，请给我我会得到的char值。” 这类似于执行以下操作：

int aASCII = 64;
char temp = aASCII;
cout << temp << endl;

同样，考虑以下代码：

int total = 137;
int numItems = 42;
cout << static_cast<double>(total) / numItems << endl;

static_cast<double>(total)位的意思是“在进行除法时假设total是double精度数”。 这类似于写作

int total = 137;
int numItems = 42;
double temp = total;
cout << temp / numItems << endl;

考虑到这一点，为什么这段代码不能编译？

double yy = static_cast<double>(u); // Oops!

原因是这有点像写作

double temp = u; // Oops, doesn't compile
double yy = temp;

在这里，这不会编译，因为您无法将double初始化为union类型U的变量。

使用带有指针的static_cast使用一组不同的规则。 使用指针时， static_cast的意思是“请假装指针指向我希望它指向的类型的 object，但前提是存在一些可行的宇宙。” 因此，例如，这是完全合法的：

Base* ptr = new Derived;
Derived* dPtr = static_cast<Derived*>(ptr);

在这里，这表示“我有一个Base*类型的指针。有一个合理的世界，它确实指向Derived 。请将指针转换为Derived* ，但不要进行任何运行时检查以确保这是安全。我知道，如果这实际上并不指向Derived ，那么会发生坏事。

但是，您不能这样写：

float* ptr = new float[137];
Derived* dPtr = static_cast<Derived*>(ptr); // Error!

这是行不通的，因为float*类型的指针无法指向Derived object（在某个时间点不对某个指针做一些非常可怕的事情）。

你的代码的原因

double* y = static_cast<double*>(x); // y's value is "pointer to u.b"

很好是因为x是一个void* ，它可以指向任何（非功能）实体，所以它可以指向一个double是合理的。

Answer 2

static_cast<type>和static_type<type *>有什么区别？

type和type*是不同的类型。 第一次转换转换为一种类型，第二次转换转换为另一种类型。

我看到 static_cast 广泛用作static_cast<T *> 。 这是什么原因？

因为可能在这些情况下，意图是转换为T*类型。