簡述

C++中有四個類型轉(zhuǎn)換符，旨在嚴(yán)格限制允許的類型轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)換更規(guī)范。這四個轉(zhuǎn)換符分別是：

• dynamic_cast
• static_cast
• const_cast
• reinterpret_cast

可以根據(jù)目的選擇一個適合的運算符，而不是使用通用的類型轉(zhuǎn)換。讓編譯器能夠檢查程序的行為是否與設(shè)計者想法吻合。

接下來看看每個類型轉(zhuǎn)換符的用法以及它們之間的區(qū)別。

dynamic_cast

之前在 “C++之 RTTI”中講到過dynamic_cast，dynamic_cast是動態(tài)轉(zhuǎn)換，使用該轉(zhuǎn)換符時會自動去檢查轉(zhuǎn)換類型，以及轉(zhuǎn)換是否合法。它的用途是，使得能夠在類層次結(jié)構(gòu)中進(jìn)行向上轉(zhuǎn)換（由于是 is-a關(guān)系，這樣的類型轉(zhuǎn)換是安全的），而不允許其他轉(zhuǎn)換。

語法為：
dynamic_cast<type-name> (expression)

舉個栗子：
一個基類 Base（必須要是虛基類，帶有虛函數(shù)），一個繼承于Base 的派生類 A，那么

Base * pbase = new Base(); A * pA = new A();Base * pB = dynamic_cast\<Base*>(pA); //成立 A * pA1 = dynamic_cast\<A*>(pbase); //不成立

也就是說，dynamic_cast不能從多態(tài)性的虛基類強制到某個派生類或者兄弟類。dynamic_cast要求多態(tài)性的操作對象。
如果轉(zhuǎn)換不合法，將會返回空指針，就比如上面那句不成立的轉(zhuǎn)化，返回一個空指針。

需要注意的是：編譯器不能讀由 void所指向的存儲提供任何保證。這也就意味著dynamic_cast不能從 void觸發(fā)進(jìn)行強制轉(zhuǎn)換，因為它必須去查看對象，以便確定其類型，對于這種情況就需要 static_cast了。

缺點：這是為了保證轉(zhuǎn)換的合法性，dynamic_cast會帶來一點運行時的額外開銷。

static_cast

靜態(tài)轉(zhuǎn)換static_cast，和dynamic_cast不同的是，它不需要檢查被強制轉(zhuǎn)換的對象。

語法為：
static_cast<type-name> (expression)

僅當(dāng) type_name 可被隱式轉(zhuǎn)換為 expression 所屬的類型或 expression 可被隱式轉(zhuǎn)換為 type_name 所屬的類型時，上述轉(zhuǎn)換才是合法的，否則將會出錯。
比如說：A 是 B 的基類，而 C 是一個無關(guān)的類，那么從 A 到 B 的轉(zhuǎn)換，從 B 到 A 的轉(zhuǎn)換都是合法的，而從A到 C 轉(zhuǎn)換是不允許的。

A a; B b; A * pA = static_cast<A *>(&b); //允許 B * pB = static_cast<B *>(&a); //允許 C * pC = static_cast<C *>(&b); //不允許

第一種轉(zhuǎn)換是合法的，因為向上轉(zhuǎn)換可以顯示地進(jìn)行。第二種轉(zhuǎn)換是從基類指針到派生類指針，在不進(jìn)行顯示類型轉(zhuǎn)換的情況下，將無法進(jìn)行。但是由于無需進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，便可以進(jìn)行另一個方向的類型轉(zhuǎn)換，因此使用 static_cast 來進(jìn)行向下轉(zhuǎn)換是合法的。
也就是說，可以從常規(guī)基類強制，不能從虛基類強制。比如 A 如果是 B 的常規(guī)基類，沒有虛函數(shù)，這樣是可以向下轉(zhuǎn)換的，如果 A 是B 的虛基類，就不能轉(zhuǎn)換。

const_cast

const_cast運算符用于執(zhí)行只有一種用途的類型轉(zhuǎn)換，即改變值為 const 或 volatile，其語法也是一樣的：
const_cast<type-name> (expression)

注意：這里的type-name和expression類型必須相同，除了 const 和 volatile 特征（有或無）可以不同。
比如 A 和 B 兩個類：

A bar； const A * pBar = &bar;A * pA = const_cast<A *>(pBar); //合法 const B * pB = const_cast<B *>(pBar); //不合法

第一個類型轉(zhuǎn)換使得*pA成為一個可用于修改 bar 的對象值的指針，它刪除 const 標(biāo)簽，第二個類型轉(zhuǎn)換是非法的，因為它同時嘗試將類型從 const A * 改為 const B *.

const_cast 的用途，有時候可能需要這樣一個值，它在大多數(shù)時候是常量，而有時候又是可以修改的，在這種情況下，可以將這個值聲明為 const，并在需要修改它的時候，使用 const_cast 。這也可以通過通用類型轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)，但通用轉(zhuǎn)換也可能同時改變類型：

A bar； const A * pBar = &bar;A * pA = (A *)(pBar); //合法 B * pB = (B *)(pBar); //合法

由于編程時可能無意間同時改變類型和常量特征，因此使用 const_cast運算符更安全。

但是，const_cast并不是萬能的，它可以修改指向一個值的指針，但是修改 const 值的結(jié)果是不確定的，來看個示例：

#include <iostream>using namespace std;void change(const int * pt,int n) {int * pc;pc = const_cast<int *>(pt);*pc += n; }int main() {int pop1 = 100;const int pop2 = 50;cout << "pop1 = " << pop1 << " pop2 = " << pop2 << endl;change(&pop1,20);change(&pop2,20);cout << "pop1 = " << pop1 << " pop2 = " << pop2 << endl;return 0; }

輸出結(jié)果：

pop1 = 100 pop2 = 50 pop1 = 120 pop2 = 50

可以看到，由于 pop2被聲明為 const，因此編譯器可能禁止修改它。所以 const_cast 可用來刪除 const 的特征，但僅當(dāng)指向的值不是 const 時才可行。

reinterpret_cast

reinterpret_cast用于天生危險的類型轉(zhuǎn)換，reinterpret中文含義就是“重新詮釋”，它可以用于不同類型之間的轉(zhuǎn)換，也就是說可以將數(shù)據(jù)以二進(jìn)制存在形式的重新解釋。但并不是所有類型都可以轉(zhuǎn)換的。
語法：reinterpret_cast<type-name> (expression)

示例：

struct dat{ short a; short b; }; long value = 0xA224B118; dat * pd = reinterpret_cast<dat *>(&value); cout << pd->a;

通常這樣的轉(zhuǎn)換適用于依賴于實現(xiàn)的底層編程技術(shù)，是不可移植的。例如，不同系統(tǒng)在存儲多字節(jié)整型時，可能以不同順序存儲其中的字節(jié)。

然而，需要注意的是reinterpret_cast運算符并不支持所有的類型轉(zhuǎn)換，例如，可以將指針類型轉(zhuǎn)換為足以存儲指針表示的整型，但不能將指針轉(zhuǎn)換為更小的整型或浮點型。另一個限制是，不能將函數(shù)指針轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)指針，反之亦然。

什么情況下可以用到這個轉(zhuǎn)換符：

• 從指針類型到一個足夠大的整數(shù)類型
• 從整數(shù)類型或者枚舉類型到指針類型
• 從一個指向函數(shù)的指針到另一個不同類型的指向函數(shù)的指針
• 從一個指向?qū)ο蟮闹羔樀搅硪粋€不同類型的指向?qū)ο蟮闹羔?/li>
• 從一個指向類函數(shù)成員的指針到另一個指向不同類型的函數(shù)成員的指針
• 從一個指向類數(shù)據(jù)成員的指針到另一個指向不同類型的數(shù)據(jù)成員的指針

參考資料《c++程序設(shè)計語言》、《C++編程思想》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++之dynamic_cast、static_cast、const_cast、reinterpret_cast的用法和区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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