C++11 reinterpret_cast讲解

梦里梦外; 2024-04-20 05:47 46阅读 0赞

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#### 文章目录 ####

*  前言
 *  一、什么是reinterpret\_cast
 *  二、代码测试
 *  三、垃圾回收器的困扰
 *  四、使用场景
 *  总结

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## 前言 ##

我觉得C++里面有一个很神奇的转换叫reinterpret\_cast（类型不相关转换），它和诸如static\_cast、dynamic\_cast都不一样，这种转换有时候让人摸不到头脑，但是有些场景非常有用。

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## 一、什么是reinterpret\_cast ##

简而言之，类型不相关的转换。但是不是说可以随便转换，它主要用在指针与指针之间，指针和long之间等等。必要条件是两种类型之间必须有相同的位模式，而且转换过后不能直接拿来用，必须转换回来才能使用。

## 二、代码测试 ##

//返回转换结果，long型
    long test_reinterpret_cast() {
        
        int *a = new int{
        2};
        long b = reinterpret_cast<long>(a);
        return b;
    }
    
    int main(){
        
    	 long b = test_reinterpret_cast();
        int *c = reinterpret_cast<int *>(b);
        cout << "c = " << *c << endl;
        delete c;
    	return 0;
    }

注意上面的方法，按照平常的写法是不是就`memory leak`了。很多聪明的IDE会提示你int\* a这个地方内存泄漏了，事实真的如此吗？

这就不得不说reinterpret\_cast的强大之处了，因为b和a拥有`相同的位模式`，所以转换是有效的。当我把b转换回a（或c，其实就是内存地址）的时候我又重新指向new出来的内存了，这个时候delete c就回收内存了。使用valgrind测试，没有出现内存溢出的情况。

`注意：如果把b换成int类型就不行了，int类型和int*在64bits系统上没有相同的位模式，因为int*在64bits系统上占8个字节，int在64bits系统上占4个字节，所以会报错，long型在64bits系统上也占8个字节。`

## 三、垃圾回收器的困扰 ##

可能很多人不知道C++其实预留了垃圾回收接口，不过实现起来很复杂，还可能会出现意想不到的情况。比如上面的reinterpret\_cast就可能成为阻挠垃圾回收的罪魁祸首。我们回过头来再看下上面的代码：

`return b；`之后就没有指针指向`int* a`所指向的内存地址了，按道理说是不是这块内存要被垃圾回收器回收了。现实是我们保存在`long b`里面了，`垃圾回收器并不知道`，还是照样回收。等到代码执行到`int *c = reinterpret_cast<int *>(b);`这句的时候，是不是转换结果就失效了。这个时候强行访问这块内存就会`报非法内存错误`。

## 四、使用场景 ##

不说C++源代码到处是reinterpret\_cast了，好不好用还有谁比专家更清楚。

除了这些还有其它场景，如果你看过诸如`Android操作系统源代码`或`OpenCV的源代码`你就会知道，reinterpret\_cast用的简直不要太多。我举一个例子你就懂了，我们都知道OpenCV为了获得高性能底层大量使用C++开发。如果你在Java层使用OpenCV它是不是要调用C++层的东西，我们都知道JNI就是这个桥梁。但是，如果我问题你怎么完成Java对象和C++对象之间的传递和转换呢？Java对象和C++对象可是拥有着不同的内存结构的，难道你要跨语言转换对象吗？

聪明的开发者已经想到了，当然是用我们的reinterpret\_cast了，我可以把C++的对象转换成long型传回Java层，这个long你可以理解为就是指向C++层创建的对象的内存地址，等到合适的时机我把它转换回来就行了。然后Java层也创建一个Java对象里面保存long、rows、cols等等必要的消息，只有需要运算的时候我才把long传下去转换，只需要很小的代价这就解决了这个问题，比起巨大的性能提升这点内存还是微不足道的。

由于C++是手动回收内存的，你永远不必担心这块内存会丢失，直到你不再需要它为止。

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## 总结 ##

1、研究了很久还是决定拿出来掰扯掰扯。