简单的 C++ 指针转换答案

【问题标题】：Simple c++ pointer casting简单的 C++ 指针转换
【发布时间】：2010-09-16 11:00:39
【问题描述】：

谁能给我解释一下：

char* a;
unsigned char* b;

b = a;
// error: invalid conversion from ‘char*’ to ‘unsigned char*’

b = static_cast<unsigned char*>(a);
// error: invalid static_cast from type ‘char*’ to type ‘unsigned char*’

b = static_cast<unsigned char*>(static_cast<void*>(a));
// everything is fine

演员表 2 和演员表 3 的区别是什么？如果将 3 中的方法用于其他（更复杂的）类型，是否有任何陷阱？

[编辑] 正如一些人提到的糟糕的设计等......

这个简单的例子来自一个图像库，它给了我指向图像数据的指针char*。显然图像强度总是正的，所以我需要将其解释为 unsigned char 数据。

【问题讨论】：

我不同意你的编辑声明。如果给定一个 char 数组，那么它就是一个 char 数组。类型很强大，真的是在 C++ 中，而你正在做 C 杂技。而且大多数时候大多数时候编译器告诉你错了，那么你就错了。
如果在某个时刻你真的需要 unsigned char，你可以简单地这样做，但在你真正需要的非常精确的时刻：int i = 65; unsigned int j = i; 这将编译，因为它是合法的，你总是可以合法地存储一个无符号字符中的字符。
好吧，如果另一个库需要正确的 unsigned char* :D 怎么办。你会写一个循环并将所有值复制到一个新数组吗？
是的，在这种情况下，我理解，并且我同意你的看法，最好重新解释广播。但我不同意你的“正确”一词。如果强度值在 0 到 127 之间，显然是这样，那么 char 和 unsigned char 类型都是正确的。

标签： c++ pointers casting

【解决方案1】：

static_cast<void*> 消灭类型检查的目的，正如你所说，现在它指向“你不知道类型的东西”。那么编译器必须信任你，当你在新的void* 上说static_cast<unsigned char*> 时，他会按照你的明确要求去做他的工作。

如果你真的必须在这里使用演员表，你最好使用reinterpret_cast<>（因为这里很明显会显示设计问题）。

【讨论】：

基于这个link 使用两次静态转换不是更好吗？
@Ali：reinterpret_cast 定义为两个static_casts，所以安全性大致相当。两个 static_cast 的问题是你在中间引入了一个点，它可能会做错事。使用 reinterpret_cast 直接表示只有问题的两种类型，所以更简洁也更难破解。

【解决方案2】：

您的第三种方法有效，因为 C++ 允许通过 static_cast 将 void 指针强制转换为 T*（然后再返回），但出于安全原因，对其他指针类型的限制更大。 char 和 unsigned char 是两种不同的类型。这需要reinterpret_cast。

【讨论】：

+1 另请注意，虽然编译器将接受代码并且在我能想到的所有情况下都可以工作，但标准允许 static_cast 到 void* 并返回相同的类型，这不是你在做什么。这个答案是正确的：你应该明确地使用reinterpret_cast。
reinterpret_cast 非常危险，而且它不是跨平台的。
reinterpret cast 在这里完全合适......（编辑的）问题指出这是一个库的解决方法，它实际上提供了无符号字符值，但在其界面中错误地将它们称为字符。数十亿行 C 代码中到处都是运行良好的强制转换，您只需要清楚地了解两者的按位排列和数据类型，以及您要求编译器做什么。

【解决方案3】：

C++ 试图比 C 更严格地进行类型转换，因此它不允许您使用 static_cast 将字符转换为无符号字符（请注意，您将丢失符号信息）。然而，void* 类型是特殊的，因为 C++ 无法对它做出任何假设，并且必须依赖编译器告诉它确切的类型（因此第三个转换有效）。

至于你的第二个问题，使用void*当然有很多坑。通常，您不必使用它，因为 C++ 类型系统、模板等足够丰富，不必依赖那个“未知类型”。另外，如果你真的需要使用它，你必须非常小心与void* 之间的转换，控制插入和获取的类型实际上是相同的（例如，不是指向子类的指针等）

【讨论】：

【解决方案4】：

指针之间的static_cast 仅当指针之一为 void 或在类的对象之间进行转换时才正确工作，其中一个类被另一个类继承。

【讨论】：

+1 又好又短。另外，值得一提的是static_cast 不能把 const 扔掉。
该标准允许您从T* 转换为void* 并使用static_cast 转换回T*。从void* 转换为与原始指针不同的类型的结果在标准中未定义。

【解决方案5】：

2 和 3 之间的区别在于，在 3 中，您通过强制转换为 void* 明确告诉编译器停止检查您。如果使用 3 中的方法，几乎所有不是直接原始整数类型的东西，您都会调用未定义的行为。无论如何，您很可能会在 #3 中调用未定义的行为。如果它没有隐式转换，除非你真的知道发生了什么，否则它几乎肯定是个坏主意，并且如果你将 void* 转换回不是原始类型的东西，你将得到未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案6】：

指针之间的转换需要reinterpret_cast，void* 除外：

任何指向void* 的指针的转换都是隐式的，所以你不需要显式地转换：

char* pch;
void* p = pch;

从void* 转换到任何其他指针只需要static_cast：

unsigned char* pi = static_cast<unsigned char*>(p);

【讨论】：

【解决方案7】：

请注意，当您转换为 void* 时，您会丢失任何类型信息。

您尝试做的事情是不正确的、错误的、容易出错和误导的。这就是编译器返回编译错误的原因:-)

一个简单的例子

char* pChar = NULL; // you should always initalize your variable when you declare them
unsigned char* pUnsignedChar = NULL; // you should always initalize your variable when you declare them

char aChar = -128;
pChar = &aChar;
pUnsignedChar = static_cast<unsigned char*>(static_cast<void*>(pChar));

那么，尽管pUnsignedChar == pChar 我们有*pUnsignedChar == 255 和*pChar == -128。

我确实认为这是一个糟糕的笑话，因此是糟糕的代码。

【讨论】：

嗯，但这正是演员阵容的目的:)，看我的编辑
没有。 reinterpret_cast 的目的与您所做的相同，是在您真正了解对象背后的类型时使用。在您的示例中，您显然共享信息。既然你问了这种问题，那么你显然是C++初学者，否则你应该已经知道reinterpret_cast只是在真正知道自己做什么的时候才用在极限范围内。
不，我写信知道你必须学习，所以我花了一些时间来回答你与其他人不同的问题。在 C++ 中总有一些东西要学，而且我几乎每天都在学习……我可以向你保证，我仍然觉得自己在 C++ 中比“专家”更“中级”，而且我已经有 10 多年的时间了。 ..因此几乎是初学者总是在学习。
我已阅读您的编辑。我在下面评论，因为我完全不同意你的观点。
请注意，在您的问题中您提出了陷阱，所以我给您举了一个具体的例子。但由于 reinterpret_cast 通常是不好的做法，你会发现（比你想象的更快）有人警告你，甚至要求你更改代码。只要知道这一点：这是基本的 C++ 知识。