深入static_cast运算符

深入static_cast运算符
2011年03月29日
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　　本文下载地址：
　　http://bbs.sjtu.edu.cn/file/Apple/1200681928238350 .pdf
　　许可：
　　http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/c n
　　作者：Robert Schmidt
　　Microsoft Corporation
　　2000年5月18日
　　译者：高博
　　http://www.gaobo.org
　　[e-mail]
　　依我数年在Usenet的C++新闻组的潜水经验来看，四个型别转换运算符：const_cast、dy
　　namic_cast、reinterpret_cast和static_cast之间究竟关系如何一直是软件工程师的困
　　扰之源。尤其是reinterpret_cast和static_cast的区别，对许多软件工程师而言十分模
　　糊--或者不如说简直是视而不见。在以下的两讲里，我会演示一下两者之间的区别，
　　并给出何时应该应用何者的指南。（译注：本文是讲了static_cast的第一讲。）
　　概览
　　顾名思义，static_casts将具有某种静态型别的表达式转换成具有另外某种静态型别的
　　对象或值。如C++标准（§2.5.9/1-3）（译注：原文误写为5.2.9）所言：
　　表达式static_cast(v)之结果就是将表达式v转换为型别T的结果。如果T是一个引用
　　型别，则结果为一个左值。否则，结果是一个右值。在一个static_cast表达式内不可定
　　义新的型别。static_cast运算符不会将表达式的常量性（constness）转换掉。
　　……
　　能够显式地使用形如"static_cast(e)"的static_cast表达式来转换为型别T的表达
　　式e必须满足："T t(e);"对某个虚构的临时变量t是一个合式的声明。否则，static_c
　　ast表达式将执行下面列出的转换之一：
　　……
　　其它任何的型别转换都不能够显式地通过使用static_cast来实现。
　　这就是说，允许使用static_cast的场合包括：
　　.一个具有目标型别（转换后的型别）的对象能够直接以一个具有源型别（转换前的型
　　别）的值来初始化，或者
　　.此种转换符合某个标准§2.5.9中随后列举的例外情形之一（我随后会简要地一一说明
　　之）。
　　标准的§2.5.9还提及，static_cast运算符"不会将表达式的常量性转换掉"。标准实
　　际是说static_cast不会卸除CV-饰词（译注：即常量性--constness，饰词const和挥
　　发性--volatility，饰词volatile）。比如，static_cast运算符不可以把char 
　　const *转换为char *，尽管它可以把char *转换为char const *。（如果你想要卸除CV
　　-饰词的话，唯一合用的型别转换运算是const_cast。我会在下面的一个更广义的讨论"
　　常量正确性"--const correctness的论文里作有关const_cast运算符的完整论述，此
　　去略去不提。）
　　例：
　　现有声明：
　　struct B{
　　operator int();
　　};
　　struct D : B{
　　};
　　B b;
　　float const f = 0;
　　下面的型别转换：
　　static_cast(&b); // 等价于"(void *) &b;"
　　static_cast(b); // 等价于"(int) b;"和"int(b);"
　　都是合式的。第一个型别转换依赖于一个标准支持的从B *到void *的隐式型别转换，而
　　第二个则隐式调用了b.operator int()。两个型别转换都遵从了标准§2.5.9中描述的一
　　般规则。但正如我刚才提到的，它还列出了一些一般规则不能涵盖的例外。这些例外使
　　得以下的转换加入了被允许之列：
　　static_cast(f); // 等价于"(int) f;"和"int(f);"
　　static_cast(b); // 等价于"(D &) b;"
　　尽管这些转换的目标型别对象是不能用源型别的值来初始化的。
　　最后，看看这对表达式：
　　static_cast(&f); // 没问题
　　static_cast(&f); // 错误！
　　第一个转换成功完成了，但第二个可耻地失败了。它们都企图把一个指涉到float的指针
　　转换成一个指涉到int的指针，但是第二个转换把const饰词也转换掉了--这是标准大
　　声禁止的。第二个转换如果在老旧的型别转换语法里就能够畅行无阻：
　　(int *) &f; // 译注：没问题
　　隐式型别转换
　　标准的§2.5.9/1允许：
　　T t = static_cast(e);
　　当：
　　T t(e);
　　是合式的，亦即，直接的、无转型的初始化是可行的。这隐含了一层意思，就是声明：
　　long l = static_cast('x');
　　和
　　long l('x');
　　是等价的。你也许会对语言居然允许这样冗余的转型觉得古里古怪，就好像它们仅仅使
　　源代码显得更加