В таких случаях нам нужны две вещи.
• Тип указателя, ссылающегося на память без учета информации о том, какие объекты в нем размещены.
• Операция, сообщающая компилятору, какой тип данных подразумевается (без проверки) при ссылке на ячейку памяти с помощью такого указателя.
Тип
void*
означает “указатель на ячейку памяти, тип которой компилятору неизвестен”. Он используется тогда, когда необходимо передать адрес из одной части программы в другую, причем каждая из них ничего не знает о типе объекта, с которым работает другая часть. Примерами являются адреса, служащие аргументами функций обратного вызова (см. раздел 16.3.1), а также распределители памяти самого нижнего уровня (такие как реализация оператора
new
).
Объектов типа
void
не существует, но, как мы видели, ключевое слово
void
означает “функция ничего не возвращает”.
void v; // ошибка: объектов типа void не существует
void f(); // функция f() ничего не возвращает;
// это не значит, что функция f() возвращает объект
// типа void
Указателю типа
void*
можно присвоить указатель на любой объект. Рассмотрим пример.
void* pv1 = new int; // OK: int* превращается в void*
void* pv2 = new double[10]; // OK: double* превращается в void*
Поскольку компилятор ничего не знает о том, на что ссылается указатель типа
void*
, мы должны сообщить ему об этом.
void f(void* pv)
{
void* pv2 = pv; // правильно (тип void* для этого
// и предназначен)
double* pd = pv; // ошибка: невозможно привести тип void*
// к double*
*pv = 7; // ошибка: невозможно разыменовать void*
// (тип объекта, на который ссылается указатель,
// неизвестен)
pv[2] = 9; // ошибка: void* нельзя индексировать
int* pi = static_cast<int*>(pv); // OK: явное приведение
// ...
}
Оператор
static_cast
позволяет явно преобразовать указатели типов в родственный тип, например
void*
в
double*
(раздел A.5.7). Имя
static_cast
— это сознательно выбранное отвратительное имя для отвратительного (и опасного) оператора, который следует использовать только в случае крайней необходимости. Его редко можно встретить в программах (если он вообще где-то используется). Операции, такие как
static_cast
, называют
явным преобразованием типа (explicit type conversion), или просто
приведением (cast), потому что в языке C++ предусмотрены два оператора приведения типов, которые потенциально еще хуже оператора
static_cast
.
• Оператор
reinterpret_cast
может преобразовать тип в совершенно другой, никак не связанный с ним тип, например
int
в
double*
.
• Оператор
const_cast
позволяет отбросить квалификатор
const
.
Рассмотрим пример.
Register* in = reinterpret_cast<Register*>(0xff);
void f(const Buffer* p)
{
Buffer* b = const_cast<Buffer*>(p);
// ...
}
Первый пример — классическая ситуация, в которой необходимо применить оператор
reinterpret_cast
. Мы сообщаем компилятору, что определенная часть памяти (участок, начинающийся с ячейки
0xFF
) рассматривается как объект класса
Register
(возможно, со специальной семантикой). Такой код необходим, например, при разработке драйверов устройств.
Во втором примере оператор
const_cast
аннулирует квалификатор
const
в объявлении
const Buffer*
указателя
p
. Разумеется, мы понимали, что делали.
По крайней мере, оператор
static_cast
не позволяет преобразовать указатели в целые числа или аннулировать квалификатор
const
, поэтому при необходимости привести один тип к другому следует предпочесть оператор
static_cast
. Если вы пришли к выводу, что вам необходимо приведение типов, подумайте еще раз: нельзя ли написать программу иначе, без приведения типов? Можно ли переписать программу так, чтобы приведение типов стало ненужным? Если вам не приходится использовать код, написанный другими людьми, или управлять аппаратным обеспечением, то, безусловно, можно и нужно обойтись без оператора
static_cast
. В противном случае могут возникнуть трудноуловимые и опасные ошибки. Если вы используете оператор
reinterpret_cast
, то не следует ожидать, что ваша программа будет без проблем работать на другом компьютере.
17.9. Указатели и ссылки
Ссылку (reference) можно интерпретировать как автоматически разыменовываемый постоянный указатель или альтернативное имя объекта. Указатели и ссылки отличаются следующими особенностями.
• Присвоение чего-либо указателю изменяет значение указателя, а не объекта, на который он установлен.
• Для того чтобы получить указатель, как правило, необходимо использовать оператор
new
или
&
.
• Для доступа к объекту, на который установлен указатель, используются операторы
*
и
[]
.
• Присвоение ссылке нового значения изменяет значение объекта, на который она ссылается, а не саму ссылку.
