​​Boost.Conversion​​​ 库由两个文件组成。分别在 ​​boost/cast.hpp​​​ 文件中定义了 ​​boost::polymorphic_cast​​​ 和 ​​boost::polymorphic_downcast​​​ 这两个类型转换操作符, 在 ​​ boost/lexical_cast.hpp​​​ 文件中定义了 ​​boost::lexical_cast​​。

​​boost::polymorphic_cast​​​ 和 ​​boost::polymorphic_downcast​​​ 是为了使原来用 ​​dynamic_cast​​ 实现的类型转换更加具体。具体细节，如下例所示。


struct father 
{ 
  virtual ~father() { }; 
}; 

struct mother 
{ 
  virtual ~mother() { }; 
}; 

struct child : 
  public father, 
  public mother 
{ 
}; 

void func(father *f) 
{ 
  child *c = dynamic_cast<child*>(f); 
} 

int main() 
{ 
  child *c = new child; 
  func(c); 

  father *f = new child; 
  mother *m = dynamic_cast<mother*>(f); 
}


本例使用 ​​dynamic_cast​​​ 类型转换操作符两次: 在 ​​ func()​​​ 函数中，它将指向父类的指针转换为指向子类的指针。在 ​​main()​​ 中, 它将一个指向父类的指针转为指向另一个父类的指针。第一个转换称为向下转换(downcast)，第二个转换称为交叉转换(cross cast)。

通过使用 Boost.Conversion 的类型转换操作符，可以将向下转换和交叉转换区分开来。


#include <boost/cast.hpp> 

struct father 
{ 
  virtual ~father() { }; 
}; 

struct mother 
{ 
  virtual ~mother() { }; 
}; 

struct child : 
  public father, 
  public mother 
{ 
}; 

void func(father *f) 
{ 
  child *c = boost::polymorphic_downcast<child*>(f); 
} 

int main() 
{ 
  child *c = new child; 
  func(c); 

  father *f = new child; 
  mother *m = boost::polymorphic_cast<mother*>(f); 
}


​​boost::polymorphic_downcast​​​ 类型转换操作符只能用于向下转换。 它内部使用 ​​ static_cast​​​ 实现类型转换。 由于 ​​static_cast​​​ 并不动态检查类型转换是否合法，所以 ​​boost::polymorphic_downcast​​​ 应该只在类型转换是安全的情况下使用。 在调试(debug builds)模式下, ​​boost::polymorphic_downcast​​​ 实际上在 ​​ assert ()​​​函数中使用​​ dynamic_cast​​​ 验证类型转换是否合法。 请注意这种合法性检测只在定义了​​NDEBUG​​宏的情况下执行，这通常是在调试模式下。

向下转换最好使用 ​​boost::polymorphic_downcast​​​, 那么 ​​ boost::polymorphic_cast​​​ 就是交叉转换所需要的了。 由于 ​​dynamic_cast​​​ 是唯一能实现交叉转换的类型转换操作符，​​boost::polymorphic_cast​​​ 内部使用了它。 由于 ​​boost::polymorphic_cast​​​ 能够在错误的时候抛出 ​​ std::bad_cast​​​ 类型的异常，所以优先使用这个类型转换操作符还是很有必要的。相反，​​dynamic_cast​​​ 在类型转换失败使将返回0。 避免手工验证返回值，​​boost::polymorphic_cast​​ 提供了自动化的替代方式。

​​boost::polymorphic_downcast​​​ 和 ​​boost::polymorphic_cast​​​ 只在指针必须转换的时候使用；否则，必须使用 ​​dynamic_cast​​​ 执行转换。 由于 ​​boost::polymorphic_downcast​​​ 是基于 ​​static_cast​​​，所以它不能够，比如说，将父类对象转换为子类对象。 如果转换的类型不是指针，则使用 ​​ boost::polymorphic_cast​​​ 执行类型转换也没有什么意义，而在这种情况下使用 ​​dynamic_cast​​​ 还会抛出一个 ​​std::bad_cast​​ 异常。

虽然所有的类型转换都可用 ​​dynamic_cast​​​ 实现，可 ​​boost::polymorphic_downcast​​​ 和 ​​boost::polymorphic_cast​​ 也不是真正随意使用的。 Boost.Conversion 还提供了另外一种在实践中很有用的类型转换操作符。 体会一下下面的例子。


#include <boost/lexical_cast.hpp> 
#include <string> 
#include <iostream> 

int main() 
{ 
  std::string s = boost::lexical_cast<std::string>(169); 
  std::cout << s << std::endl; 
  double d = boost::lexical_cast<double>(s); 
  std::cout << d << std::endl; 
}


类型转换操作符 ​​boost::lexical_cast​​ 可将数字转换为其他类型。 例子首先将整数169转换为字符串，然后将字符串转换为浮点数。

​​boost::lexical_cast​​​ 内部使用流(streams)执行转换操作。 因此，只有那些重载了 ​​operator<<()​​​ 和 ​​operator>>()​​​ 这两个操作符的类型可以转换。 使用 ​​boost::lexical_cast​​​ 的优点是类型转换出现在一行代码之内，无需手工操作流(streams)。 由于流的用法对于类型转换不能立刻理解代码含义, 而 ​​boost::lexical_cast​​ 类型转换操作符还可以使代码更有意义，更加容易理解。

请注意 ​​boost::lexical_cast​​ 并不总是访问流(streams)；它自己也优化了一些数据类型的转换。

如果转换失败，则抛出 ​​boost::bad_lexical_cast​​​ 类型的异常，它继承自 ​​std::bad_cast​​。


#include <boost/lexical_cast.hpp> 
#include <string> 
#include <iostream> 

int main() 
{ 
  try 
  { 
    int i = boost::lexical_cast<int>("abc"); 
    std::cout << i << std::endl; 
  } 
  catch (boost::bad_lexical_cast &e) 
  { 
    std::cerr << e.what() << std::endl; 
  } 
}


本例由于字符串 "abc" 不能转换为 ​​int​​ 类型的数字而抛出异常。

16.3. Boost.NumericConversion


​​Boost.NumericConversion​​ 可将一种数值类型转换为不同的数值类型。 在C++里, 这种转换可以隐式地发生，如下面例所示。



#include <iostream> 

int main() 
{ 
  int i = 0x10000; 
  short s = i; 
  std::cout << s << std::endl; 
}


由于从 ​​int​​​ 到 ​​short​​​ 的类型转换自动产生，所以本例编译没有错误。 虽然本例可以运行，但结果由于依赖具体的编译器实现而结果无法预期。 数字​​0x10000​​​对于变量 i 来说太大而不能存储在 ​​short​​​ 类型的变量中。 依据C++标准，这个操作的结果是实现定义的("implementation defined")。 用Visual C++ 2008编译，应用程序显示的是​​0​​。 s 的值当然不同于 i

为避免这种数值转换错误，可以使用 ​​boost::numeric_cast​​ 类型转换操作符。



#include <boost/numeric/conversion/cast.hpp> 
#include <iostream> 

int main() 
{ 
  try 
  { 
    int i = 0x10000; 
    short s = boost::numeric_cast<short>(i); 
    std::cout << s << std::endl; 
  } 
  catch (boost::numeric::bad_numeric_cast &e) 
  { 
    std::cerr << e.what() << std::endl; 
  } 
}



​​boost::numeric_cast​​​ 的用法与C++类型转换操作符非常相似。 当然需要包含正确的头文件；就是 ​​boost/numeric/conversion/cast.hpp​​。

​​boost::numeric_cast​​​ 执行与C++相同的隐式转换操作。 但是，​​boost::numeric_cast​​​ 验证了在不改变数值的情况下转换是否能够发生。 前面给的应用例子，转换不能发生，因而由于​​0x10000​​​太大而不能存储在 ​​short​​​ 类型的变量上，而抛出 ​​boost::numeric::bad_numeric_cast​​ 异常。

严格来讲，抛出的是 ​​boost::numeric::positive_overflow​​​ 类型的异常，这个类型特指所谓的溢出(overflow) - 在此例中是正数。 相应地，还存在着 ​​boost::numeric::negative_overflow​​ 类型的异常，它特指负数的溢出。



#include <boost/numeric/conversion/cast.hpp> 
#include <iostream> 

int main() 
{ 
  try 
  { 
    int i = -0x10000; 
    short s = boost::numeric_cast<short>(i); 
    std::cout << s << std::endl; 
  } 
  catch (boost::numeric::negative_overflow &e) 
  { 
    std::cerr << e.what() << std::endl; 
  } 
}



Boost.NumericConversion 还定义了其他的异常类型，都继承自 ​​boost::numeric::bad_numeric_cast​​​。 因为 ​​boost::numeric::bad_numeric_cast​​​ 继承自 ​​ std::bad_cast​​​，所以 ​​catch​​ 处理也可以捕获这个类型的异常。