C++学习系列笔记（六）

1、类型转换运算符
C++提供了一种新的类型转换运算符，专门用于基于继承的情形，这种情形在C语言编程中并不存在。4个C++转换类型如下;

• static_cast
• dynamic_cast
• reinterpret_cast
• const_cast
这4个类型转换运算符的使用语法相同：
destnation_type resulr = cast_type<destination_type> (object_to_be_casted);
使用static_cast
使用static_cast可将指针向上转换为基类类型，也可向下转换为派生类型，如下面的示例代码所示：

      Base* pBase=new Derived ();   //constract a Derived object
      Derived* pDerived=static_cast<Derived*>(pBase);   //ok!
  
 

PS : 将 Derived转换为 Base被称为向上转换，无需使用任何显式类型转换运算符就能进行这种转换：

      Derived objDerived;
      Base* pBase = &objDerived;   //ok
  
 

将 Base转换为 Derived被称为向下转换，如果不使用显式类型转换运算符，就无法进行这种转换.
除用于向上转换和向下转换外，static_cast还可在很多情况下将隐式类型转换为显式类型，以引起程序员或代码阅读人员的注意：

      double dPi = 3.14159265;
      int Num = static_cast<int>(dPi);
  
 

使用dynamic_cast和运行阶段类型识别
顾名思义，与静态类型转换相反，动态类型转换在运行阶段（即应用程序运行时）执行类型转换。可检查 dynamic_cast操作的结果，以判断类型转换是否成功。使用 dynamic_cast运算符的典型语法如下：

      destination_type* pDest = dynamic_cast <class_type*> (pSource);
      if (pDest)    //check for sucess of the casting operation before using pointer
          pDest->CallFunc();
  
 

实例代码如下：

      #include<iostream>
      #include<string>
      using namespace std;
      class Fish
      {
      public:
             virtual void Swim()
              {
                     cout << "Fish swims in water" << endl;
              }
             virtual ~Fish() {}
      };
      class Tuna:public Fish
      {
      public:
             void Swim()
              {
                     cout << "Tuna swims real fast in the sea" << endl;
           }
             void BecomeDinner()
              {
                     cout << "Tuna become dinner in sushi" << endl;
           }
      };
      class Carp :public Fish
      {
      public:
             void Swim()
              {
                     cout << "Carp swims real slow in the lake" << endl;
              }
             void Talk()
              {
                     cout << "Carp talked crap" << endl;
              }
      };
      void DetectFishType(Fish* InputFish)
      {
              Tuna* pIsTuna = dynamic_cast <Tuna*>(InputFish);
             if (pIsTuna)
              {
                     cout << "Detect Tuna. making Tuna Dinner:" << endl;
                     pIsTuna->BecomeDinner();
              }
              Carp* pIsCarp = dynamic_cast <Carp*>(InputFish);
             if (pIsCarp)
              {
                     cout << "Detect Carp. making Carp Talk:" << endl;
                     pIsCarp->Talk();
              }
              cout << "Verifing type using virtual Fish::Swim:" << endl;
              InputFish->Swim();
      }
      int main()
      {
              Carp myLunch;
              Tuna myDinner;
             DetectFishType(&myDinner);
              cout << endl;
             DetectFishType(&myLunch);
             return 0;
      }
  
 

程序输出结果：

      Detect Tuna. making Tuna Dinner:
      Tuna become dinner in sushi
      Verifing type using virtual Fish::Swim:
      Tuna swims real fast in the sea
      Detect Carp. making Carp Talk:
      Carp talked crap
      Verifing type using virtual Fish::Swim:
      Carp swims real slow in the lake
  
 

使用reinterpret_cast
reinterpret_cast是C++中与C风格类型转换最接近的类型转换运算符。它让程序员能够将一种对象类型转换为另一种，不管它们是否相关；也就是说，它使用如下所示的语法强制重新解释类型：

      Base* pBase=new Derived ();
      CUnrelated * pUnrelated = reinterpret_cast<CUnrelated*>(pBase);
  
 

这种类型转换实际上是强制编译器接受static_cast通常不允许的类型转换，通常用于低级程序（如驱动程序）.
注意：使用reinterpret_cast时，程序员将收到类型转换不安全（不可移植）的警告。应尽量避免在应用程序中使用 reinterpret_cast。
使用const_cast
const_cast让程序员能够关闭对象的访问修饰符 const。您可能会问：为何要进行这种转换？在理想情况下，程序员将经常在正确的地方使用关键字const。不幸的是，现实世界并非如此。如下面代码所示

      class SomeClass
      {
      public:
         //……
         void DisplayMembers;   //a display function ought to be const
      };
  
 

然而，DisplayMembers()本应为 const 的，但却没有这样定义。如果 SomeClass 归您所有，且源代码受您控制，则可对DisplayMembers()进行修改。然而，在很多情况下，它可能属于第三方库，无法对其进行修改。在这种情况下，const_cast将是您的救星。

      void DisplayMembers(const SomeClass& mData)
      {
          mData.DisplayMembers();   //编译错误
         //reason for failure：call to a non-const member using a const refernence
      }
  
 

所以应该这样修改：

      void DisplayMembers(const SomeClass& mData)
      {
          SomeClass& refData = const_cast<SomeClass&>(mData)
          refData.DisplayMembers():  //Allowed!
      }
  
 

除非万不得已，否则不要使用const_cast来调用非const函数。一般而言，使用const_cast来修改const对象可能导致不可预料的行为。
2、宏和模板简介
2.1 预处理器与编译器
定义常量
#define identifier value
使用宏避免多次包含
在预处理器看来，两个头文件彼此包含对方会导致递归问题。为避免这种问题，可结合使用宏以及预处理器编译指令#ifndef和#endif。
包含<header2.h>的head1.h类似于下面这样：

      #ifndef HEADER1_H_
      #define HEADER1_H_
      #include<header2.h>
      class Class1
      {
         //code
      };
      #endif //end of header1.h
  
 

header2.h与1差不多，替换一下就可以了。
预处理器首次处理header1.h并遇到#ifndef后，发现宏HEADER1_H_还未定义，因此继续处理。#ifndef后面的第一行定义了宏HEADER1_H_，确保预处理器再次处理该文件时，将在遇到包含#ifndef的第一行时结束，因为其中的条件为false。
2.2、使用define定义宏函数
典型代码：#define SQUARE(x) ((x)*(x))
宏函数经常进行简单的计算，有助于改善代码的性能。
使用assert（）宏验证表达式
assert宏让您能够插入检查语句，对表达式或变量的值进行验证。要使用assert宏，需要包含<assert.h>，其语法如下：

      #include<assert.h>
      int main()
      {
         char* SayHello = new char [25];
         assert(SayHello!=NULL);
         //other code;
         delete[] SayHello;
         return 0;
      }
  
 

上述代码在指针无效时可以指出来。
2.3、模板简介
模板声明以关键字template打头，接下来是类型参数列表。这种声明的格式template <parameter list>
示例代码如下：

      #include<iostream>
      #include<string>
      using namespace std;
      template <typename Type>
      const Type& GetMax(const Type& value1, const Type& value2)
      {
             if (value1 > value2)
                    return value1;
             else
                    return value2;
      }
      template <typename Type>
      void Displaycomparison(const Type& value1, const Type& value2)
      {
              cout << "GetMax(" << value1 << "," << value2 << ")=";
              cout << GetMax(value1, value2) << endl;
      }
      int main()
      {
             int a1 = -101, int a2 = 2011;
             Displaycomparison(a1, a2);
             double d1 = 3.14, double d2 = 3.1415926;
             Displaycomparison(d1, d2);
             string Name1("Jack"), Name2("john");
             Displaycomparison(Name1, Name2);
             return 0;
      }
  
 

模板函数不仅可以重用（就像宏函数一样），而且更容易编写和维护，还是类型安全的。 请注意，调用Displaycomparison时，也可显式地指定类型，如下所示：
Displaycomparison<int>(Int1,Int2);
然而，调用模板函数时没有必要这样做。您无需指定模板参数的类型，因为编译器能够自动推断出类型；但使用模板类时，需要这样做。
2.4、模板类
模板类是模板化的 C++类，是蓝图的蓝图。使用模板类时，可指定要为哪种类型具体化类。这让您能够创建不同的Human对象，即有的年龄存储在 long long成员中，有的存储在 int成员中，还有的存储在short成员中。
对于模板，术语实例化的含义稍有不同。用于类时，实例化通常指的是根据类创建对象。但用于模板时，实例化指的是根据模板声明以及一个或多个参数创建特定的类型。
对于下面的模板声明：

      template <typename T>
      class TemplateClass
      {
         T m_member;
      };
  
 

使用模板是将这样编写代码

TemplateClass <int> IntTemplate;

 

这种实例化创建的特定类型称为具体化。
声明包含多个参数的模板
如下面代码所示：

      template <typename T1, typename T2>
      class HoldsPair
      {
      private:
          T1 Value1;
          T2 Value2;
      public:
         HoldsPair(const T1& value1,const T2& value2)
          {
              Value1=value1;
              Value2=value2;
          }
         //other function declarations
      };
  
 

实例化如下：

      HoldsPair<int,double> pairIntDouble(6,1.99);
      HoldsPair<int,int> pairIntDouble(6,500);
  
 

包含默认参数的模板

      template <typename T1=int,typename T2=int>
      class HoldsPair
      {
         //……method declare
      };
  
 

实例化可简写为：

HoldsPair <> PairIntDouble(6,500);

 

实例代码如下：

      #include<iostream>
      using namespace std;
      template <typename T1=int,typename T2=double>
      class HoldsPair
      {
      private:
              T1 Value1;
              T2 Value2;
      public:
             HoldsPair(const T1& value1, const T2& value2)
              {
                     Value1 = value1;
                     Value2 = value2;
              };
             const T1 & GetFirstvalue() const
              {
                    return Value1;
              };
             const T2& GetSecondvalue() const
              {
                    return Value2;
              };
      };
      int main()
      {
              HoldsPair<> mIntFloatPair(300, 10.09);
             HoldsPair<short,const char*> mshortstringPair(25, "learn template,love c++");
              cout << "the first object conntains-" << endl;
              cout << "Value 1:" << mIntFloatPair.GetFirstvalue() << endl;
             cout << "Value 2:" << mIntFloatPair.GetSecondvalue() << endl;
              cout << "the second object contains-:" << endl;
             cout << "Value 1:" << mshortstringPair.GetFirstvalue() << endl;
             cout << "Value 2:" << mshortstringPair.GetSecondvalue() << endl;
             return 0;
      }
  
 

输出为：

      the first object conntains-
      Value 1:300
      Value 2:10.09
      the second object contains-:
      Value 1:25
      Value 2:learn template,love c++
  
 

模板类和静态成员
实力代码如下：

      #include<iostream>
      using namespace std;
      template <typename T>
      class TestStatic
      {
      public:
             static int StaticValue;
      };
      template<typename T> int TestStatic<T>::StaticValue;
      int main()
      {
              TestStatic<int> Int_Year;
              cout << "setting staticvalue for Int_Year to 2011" << endl;
              Int_Year.StaticValue = 2011;
              TestStatic<int> Int_2;
              TestStatic<double> Double_1;
              TestStatic<double> Double_2;
              cout << "setting staticvalue for Double_2 to 1011" << endl;
              Double_2.StaticValue = 1011;
              cout << "Int_2.StaticValue= " << Int_2.StaticValue << endl;
              cout << "Double_1.StaticValue= " << Double_1.StaticValue << endl;
             return 0;
      }
  
 

输出为：

      setting staticvalue for Int_Year to 2011
      setting staticvalue for Double_2 to 1011
      Int_2.StaticValue= 2011
      Double_1.StaticValue= 1011
  
 

上述有一条程序初始化模板类的静态成员：template<typename T> int TestStatic<T>::StaticValue
对于模板类的静态成员，通用的初始化语法如下：

template<typename parameters> staticType ClassName<Template Arugments>::StaticVarName;

 

使用static_assert执行编译阶段检查
tatic_assert是C++11新增的一项功能，让您能够在不满足指定条件时禁止编译。语法如下：
static_assert(expression being validated, "error message when check fails"
要禁止针对类型int实例化模板类，可使用static_assert()，并将sizeof(T)与sizeof(int)进行比较，如果它们相等，就显示一条错误消息：

static_assert(sizeof(T)!=sizeof(int), "No int please!");

 

示例代码如下

      #include<iostream>
      using namespace std;
      template <typename T>
      class everythingbutInt
      {
      public:
             everythingbutInt()
              {
                    static_assert(sizeof(T) != sizeof(int), "Not int please!");
              }
      };
      int main()
      {
              everythingbutInt<int> test;
             return 0;
      }
  
 

文章来源: blog.csdn.net，作者：小小谢先生，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：blog.csdn.net/xiewenrui1996/article/details/100584766