【C++】 四种强制类型转换(static_cast 与 dynamic_cast 的区别！)

强制类型转换

• 1. static_cast
• 2. dynamic_cast
• 3. const_cast
• 4. reinterpret_cast
• 5. 为什么要需要四种类型转换？

1. static_cast

实现C++种内置基本数据类型之间的相互转换，不能用于两个不相关类型进行转换。

例如：将整形数据转换为浮点型

1. c语言方式

int a = 8;
int b = 3;
double result = (double)a / (double)b;

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1. C++方式

int a = 8;
int b = 3;
double result = static_cast<double>(a) / static_cast<double>(b);

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格式如下：

static_cast<类型>（变量表达式）

应用场景：

• 用于类层次结构中基类和派生类之间引用或指针的转换。
  进行上行转换（把派生类的指针或引用转换成基类表示）是安全的。
  进行下行转换（把基类的指针或引用转换成派生类表示），由于没有动态类型检查，不安全。
• 用于基本数据类型之间的转换
• 把空指针转换成目标类型的空指针
• 把任何类型的表达式转换成void类型

2. dynamic_cast

用于将一个父类对象的指针/引用转换为子类对象的指针或引用（动态转换）。

dynamic_cast< type_id >(expression)

• type_id 必须是类的指针、类的引用或者void*。
• 主要用于类层次间的上行转换和下行转换，还可以用于类之间的交叉转换。
• dynamic_cast只能用于含有虚函数的类；
• 进行上行转换的时候，与static_cast 的作用一样。下行转换的时候，具有类型检查的功能，比static_cast更安全。
• dynamic_cast会先检查是否能转换成功，如果能则转换，不能则返回0。

class B
{
public:
    int m_iNum;
    virtual void foo();
};

class D : public B
{
public:
    char *m_szName[100];
};

void func(B *pb)
{
    D *pd1 = static_cast(pb);
    D *pd2 = dynamic_cast(pb);
}

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如果pb指向一个D类型的对象，pd1 和 pd2 是一样的，并且这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的。

如果指向B的对象，那么pd1将是一个指向该对象的指针，对它进行D类型的操作是不安全的。pd2将是一个空指针。

B要有虚函数：

这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息，而这个信息存储在类的虚函数表中，只有定义了虚函数的类才有虚函数表，没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。

3. const_cast

c语言中，const是用来限定变量，表示该变量的值不能更改。

const_cast 是用来强制去掉这种不能被修改的常数特性。不是去除变量的常量性，而是去除指向常数对象的指针或引用的常量性，对象必须为指针或引用。

const_cast<type_id>(expression)

用来修改类型的const或volatile属性。

常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；
常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。

include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    const int a = 10;
    const int * p = &a;
    int *q;
    q = const_cast<int *>(p);
    *q = 20;    //fine
    cout <<a<<" "<<*p<<" "<<*q<<endl;
        cout <<&a<<" "<<p<<" "<<q<<endl;
    return 0;
}

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定义了一个普通指针q。将p通过const_cast去掉其常量性，并赋值给q指针。

4. reinterpret_cast

通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释，用于将一种类型转换为另一种不同的类型。

reinterpret_cast<type_id>(expression)

type_id 必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针、成员指针。

应用场景：

改变指针或引用的类型、将指针或引用转换为一个足够长度的整形、将整形转换为指针或引用。

int *a = new int;
double *d = reinterpret_cast<double *>(a);

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5. 为什么要需要四种类型转换？

C风格的转换格式很简单，但是也有缺点：

• 过于粗暴，可以在任意类型之间转换，很难判断其正确性。
• 隐式转换有些情况会出问题：比如精度丢失。
• 显示转换和隐式转换混合在一起，很难快速定位全部的强制转换语句。

但是在实际的工程中强制转换是不可避免的，为此C++提供的四种强制类型转换提供了更加安全可靠的转换。