需要对 C 风格、重新解释和 const 强制转换进行澄清

Question

我是否正确地假设 C 风格的强制转换（不鼓励这样做）只不过是 reinterpret_casts？使用后者在视觉上引人注目，并且在寻找令人讨厌的强制转换时易于搜索，因此建议使用它而不是 C 风格的强制转换？

如果使用 const_cast 抛弃 const 并写入原始 const 对象是未定义的，那么 const_cast 的目的是什么？

注意：我知道 Bjarne 正确地谴责了转换操作，认为它们是不安全的，甚至达到了“一个丑陋操作应该有一个丑陋的语法形式”的程度。因此，C++ 中的转换运算符显得冗长。所以我会尽量减少它们的使用。承诺。 :)

Answer 1

不会。AC 强制转换可以执行与 const_cast、static_cast、reinterpret_cast 或其组合等效的操作。如果这还不够，它还可以做至少一个新演员组合根本无法做到的小技巧！

如果原始变量是在没有 const 的情况下定义的，则可以使用 const_cast 来定义结果，但您拥有的只是一个 const 指针或对该对象的引用。 OTOH，如果您认为您有充分的理由使用 const_cast，那么您可能真的应该查找 mutable。

编辑：我想我应该立即说出来，但是 C 风格的强制转换可以转换为无法访问的基类。例如，考虑如下内容：

[编辑：我正在将代码更新为可以编译并（通常）演示问题的内容。 ]

#include <iostream>

class base1 {
public:
    virtual void print() { std::cout << "base 1\n"; }
};

class base2 {
public:
   virtual void print() { std::cout << "base 2\n"; }
};

class derived : base1, base2 {}; // note: private inheritance

int main() {    
    derived *d = new derived;
    base1 *b1 = (base1 *)d;    // allowed
    b1->print();    // prints "base 1"
    base2 *b2 = (base2 *)d;    // also allowed
    b2->print();    // prints "base 2"

//    base1 *bb1 = static_cast<base *>(d);  // not allowed: base is inaccessible

    // Using `reinterpret_cast` allows the code to compile.
    // Unfortunately the result is different, and normally won't work. 
    base1 *bb2 = reinterpret_cast<base1 *>(d);
    bb2->print();   // may cause nasal demons.

    base2 *bb3 = reinterpret_cast<base2 *>(d); 
    bb3->print();   // likewise
    return 0;
}

使用reinterpret_cast的代码将编译——但是尝试使用结果（至少两者之一）将导致一个主要问题。 reinterpret_cast 获取派生对象的基地址，并尝试将其视为指定类型的基对象 - 并且因为（最多）一个基对象实际上可以存在于该地址，尝试将其视为其他地址可能/将导致重大问题。编辑：在这种情况下，除了打印的内容之外，这些类本质上是相同的，因此尽管任何事情都可能发生，但对于大多数编译器来说，最后两个都会打印出“base 1”。 reinterpret_cast 接受该地址处发生的任何内容，并尝试将其用作指定的类型。在这种情况下，我（试图）让它做一些无害但可见的事情。在实际代码中，结果可能不会那么漂亮。

如果代码使用公共继承而不是私有继承，C 风格的强制转换将像 static_cast 一样工作——即它知道派生类中每个基类对象“存在”的位置，并调整结果，因此每个结果指针将工作，因为它已被调整为指向正确的位置。

Answer 2

不，C 风格的转换可以根据情况充当 reinterpret_cast、const-cast 或 static_cast。这就是他们灰心丧气的原因——您在代码中看到 C 风格的转换，需要查找详细信息以了解它会做什么。例如：

const char* source;
int* target = (int*)source;// - acts as const_cast and reinterpret_cast at once
//int* target = retinterpret_cast<int*>source;// - won't compile - can't remove const

Answer 3

请记住，const 强制转换可能会作用于原始标识符以外的其他内容：

void doit(const std::string &cs)
{
    std::string &ms = const_cast<std::string &>(cs);
}

int main()
{
    std::string s;
    doit(s);
}

因此，虽然 doit 强制转换为 const，但在此示例中，底层字符串不是 const，因此没有未定义的行为。

更新

好的，这是一个更好的例子，说明使用 const_cast 并非完全没有价值。我们从带有一个带有 const 参数的虚函数的基类开始：

class base
{
public:
    virtual void doit(const std::string &str);
};

现在您想要重写该虚函数。

class child : public base
{
public:
    virtual void doit(const std::string &str)
    {
        std::string &mstr = const_cast<std::string &>(str);
    }
};

由于代码的逻辑/结构，您知道 child::doit 只会使用非常量字符串调用（并且 class base 不在您的控制之下，因此您无法修改它，也无法更改 child::doit 的签名，因为这样它将不再覆盖 base::doit）。在这种情况下，丢弃 const 是安全的。

是的，这是有风险的。也许当你这样写的时候，执行确实永远不会到达带有非常量字符串的 child::doit 并且代码是有效的。但是，在维护您的程序时，或者在您重建并获取最新版本的类库时，这种情况可能会发生变化。

Answer 4

const_cast 用于从类型中删除 const。它还可以删除易失性。如果对象确实是 const，则结果无法写入，但仍然是明确定义的行为。但是，如果将其提升为 const（通过传递到 const T 函数），则将其 const_cast 返回为非>const 可以。（我在此处找到了更多信息)

reinterpret_cast 无法从类型中删除 const 或 volatile

。 com/questions/332030/when-should-staticcast-dynamiccast-and-reinterpretcast-be-used">另请参阅

Answer 5

C 风格的强制转换实际上是编程的大锤——你基本上告诉编译器，无论如何，那边的方钉都会穿过这个圆孔。从这个意义上说，reinterpret_cast 非常相似。

我认为使用 C++ 风格的强制转换运算符的主要优点是，它们允许您更好地表达您的意图，并允许编译器仍然对您要求其执行的操作进行一些检查，而不是一刀切地检查-全C风格演员阵容。

关于 const_cast - 您经常会遇到通过 const 引用传递对象的情况，仅仅是因为 API 要求您这样做。假设您有一个处理 C 风格字符串的函数 X：

void X(const char *str) { ... }

在该函数内，您将参数传递给需要 char * 的 C 函数，即使它没有更改字符串。适应这种情况的唯一方法是 const_cast str.

我会非常小心地使用任何类型的转换，通常这表明您的设计有些不太正确，但有时您必须说服编译器它正在查看的挂钩并不像它假设的那样方形。只有这样你才应该使用强制转换运算符。