偷窥Boost Conversion Library(一)
开门见山 废话少说
一、与多态类型相关的转换
1、 polymorphic_cast与dynamic_cast
dynamic_cast可以安全地将一个指向多态对象的指针向下转换为派生类指针。但是，当dynamic_cast转换失败时，返回的是NULL，也就是说，dynamic_cast的转换成功与否是在运行期确定，而不像其他C++内建cast那样在编译期确定。换言之，如果在进行dynamic_cast之后，不检测返回值，就等于埋下了一个定时炸弹。
而Boost的polymorphic_cast在dynamic_cast的基础上增加了对返回值的检测，如果转换失败，它就会抛出std::bad_cast。
2、 polymorphic_downcast与dynamic_cast
但是抛出异常会降低程序的效率，而且dynamic_cast更会查询一个type_info结构来确定正确的类型，所以不管是空间上的成本还是时间上的成本，都会大大增加。
polymorphic_downcast可以把成本降低到最低，甚至是编译期上。不过使用这个转换必须非常的小心。
//#define NDEBUG
#include<cassert>
using namespace std;
struct A{
virtual ~A(){}
};
class B:public A{};
class C:public A{};
int main(){
A *pa=new C;
B *pb=polymorphic_downcast<B*>(pa);
}
注意上面没有定义NDEBUG(或编译器的调式模式)，这样才能在调试时，判断polymorphic_downcast是否成功。最后，当一切OK的时候，再将定义NDEBUG(或关闭编译器的调试模式)。这样在最终的软件中，polymorphic_downcast即保证了安全的转换，又保证了低运行成本。
3、 窥其内部
template <typename Target, typename Source>
inline Target polymorphic_cast(Source*x){
Target tmp = dynamic_cast<Target>(x);
if ( tmp == 0 ) throw std::bad_cast();
return tmp;
}
polymorphic_cast本质上还是一个dynamic_cast。
现在来关心一下polymorphic_downcast
template <typename Target, typename Source>
inline Target polymorphic_downcast(Source* x){
assert( dynamic_cast<Target>(x) == x );
return static_cast<Target>(x);
}
可以看到polymorphic_downcast里用到了assert。当在调试模式下，assert将起到非常关键的作用。如果dynamic_cast转换成功，那么static_cast必然不会出现问题。当在调试模式下一切就绪后，关闭assert的功能，那么就可以保证最后在static_cast下也不会出现问题。这样就把运行成本降低了。
二、与数字相关的转换
1、numeric_cast与static_cast和隐式转换
先来看一个将double类型的整数转换为int类型的数static_cast的转换。
double d=10;
int i=static_cast<int>(d); //int i(d);
对于这个转换看不出任何的缺陷，不过唯一可以肯定的是double是8Bytes，而int只有4Bytes，这也说明了转换后的值极有可能不正确。例如尝试把d的值改为9999999999，你就会发现转换后i的值变得极为畸形。虽然这样的转换算得上是失败的转换，但是并不是所有从“大”类型到“小”类型的转换都是失败的转换，也不是所有从“小”类型到“大”类型的转换都是合格的转换。
Boost的numeric_cast可以帮我们解决这样的问题。例如对于上面的，当d为9999999999，那么转换必将失败，numeric_cast就抛出boost:: bad_numeric_cast这个异常对象。这样，就能保证转换后值的有效性。用法见下。
double d=10;
int i;
try{
i=boost::numeric_cast<int>(d);
}
catch(boost::bad_numeric_cast&){
std::cout<<”The conversion failed”<<std::endl;
}
对于numeric_cast的使用是有要求的。
1、 源类型和目标类型必须都是可拷贝构造的
2、 源类型和目标类型必须都是数字型类型。也就是被std::numeric_limits<>::is_specialized的特化定义为true
3、 源类型必须能被static_cast转换为目标类型
2、窥其内部
numeric_cast是如何知道这样的数字转换失败的呢？numeric_cast合理的应用了std::numeric_limits<>，而std::numeric_limits<>就是内建数字类型的type_tratis。当然也可以将自己定义的数字抽象类型添加到std::numeric_limits<>的特化版本中，这样numeric_cast就可以作用于自定义的类型了。
template<typename Target, typename Source>
inline Target numeric_cast(Source arg){
typedef detail::fixed_numeric_limits<Source> arg_traits;
typedef detail::fixed_numeric_limits<Target> result_traits;
if (
(arg<0 && !result_traits::is_signed) //条件一
|| (arg_traits::is_signed && arg < result_traits::min()) //条件二
|| arg > result_traits::max()) ) //条件三
{
throw bad_numeric_cast();
}
return static_cast<Target>(arg);
} // numeric_cast
条件一：如果源类型对象的当前值小于0，而且目标类型是无符号型(unsigned)的，那么转换失败。
条件二：如果源类型对象是有符号型的，而且它的当前值小于目标类型所容纳的最小值，那么转换失败。
条件三：如果源类型对象的当前值大于目标类型的最大值，那么转换失败。
如果这三个条件都不满足，那么就可以放心大胆的用static_cast转换这个数字类型。
//(还没完，继续)
