前言

使用標(biāo)準(zhǔn)C++的類(lèi)型轉(zhuǎn)換符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast。

1. 　　const_cast，字面上理解就是去const屬性。
2. 　　static_cast，命名上理解是靜態(tài)類(lèi)型轉(zhuǎn)換。如int轉(zhuǎn)換成char。
3. 　　dynamic_cast，命名上理解是動(dòng)態(tài)類(lèi)型轉(zhuǎn)換。如子類(lèi)和父類(lèi)之間的多態(tài)類(lèi)型轉(zhuǎn)換。
4. 　　reinterpreter_cast，僅僅重新解釋類(lèi)型，但沒(méi)有進(jìn)行二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。

一、static_cast

用法：static_cast (expression)

該運(yùn)算符把expression轉(zhuǎn)換為type-id類(lèi)型，但沒(méi)有運(yùn)行時(shí)類(lèi)型檢查來(lái)保證轉(zhuǎn)換的安全性。它主要有如下幾種用法：

（1）用于類(lèi)層次結(jié)構(gòu)中基類(lèi)和派生類(lèi)之間指針或引用的轉(zhuǎn)換

進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換（把派生類(lèi)的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類(lèi)表示）是安全的

進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換（把基類(lèi)的指針或引用轉(zhuǎn)換為派生類(lèi)表示），由于沒(méi)有動(dòng)態(tài)類(lèi)型檢查，所以是不安全的

（2）用于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換，如把int轉(zhuǎn)換成char。這種轉(zhuǎn)換的安全也要開(kāi)發(fā)人員來(lái)保證

（3）把空指針轉(zhuǎn)換成目標(biāo)類(lèi)型的空指針

（4）把任何類(lèi)型的表達(dá)式轉(zhuǎn)換為void類(lèi)型

注意：static_cast不能轉(zhuǎn)換掉expression的const、volitale或者_(dá)_unaligned屬性。

二、dynamic_cast

用法：dynamic_cast (expression)

該運(yùn)算符把expression轉(zhuǎn)換成type_id類(lèi)型的對(duì)象。type_id必須是類(lèi)的指針、引用或者void*；

如果type_id是類(lèi)指針類(lèi)型，那么expression也必須是一個(gè)指針，如果type_id是一個(gè)引用，那么expression也必須是一個(gè)引用。

dynamic_cast主要用于類(lèi)層次間的上行轉(zhuǎn)換和下行轉(zhuǎn)換，還可以用于類(lèi)之間的交叉轉(zhuǎn)換。

在類(lèi)層次間進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；

在進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast具有類(lèi)型檢查的功能，比static_cast更安全。

class B
{
public:
 
 int m_iNum;
 virtualvoid foo();
};
 
class D:public B
{
 public:
 char *m_szName[100];
};
 
void func(B *pb)
{
 D *pd1 = static_cast<D *>(pb);
 D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb);
}

在上面的代碼段中，如果pb指向一個(gè)D類(lèi)型的對(duì)象，pd1和pd2是一樣的，并且對(duì)這兩個(gè)指針執(zhí)行D類(lèi)型的任何操作都是安全的；

但是，如果pb指向的是一個(gè)B類(lèi)型的對(duì)象，那么pd1將是一個(gè)指向該對(duì)象的指針，對(duì)它進(jìn)行D類(lèi)型的操作將是不安全的（如訪(fǎng)問(wèn)m_szName），而pd2將是一個(gè)空指針。

另外要注意：B要有虛函數(shù)，否則會(huì)編譯出錯(cuò)；static_cast則沒(méi)有這個(gè)限制。這是由于運(yùn)行時(shí)類(lèi)型檢查需要運(yùn)行時(shí)類(lèi)型信息，而這個(gè)信息存儲(chǔ)在類(lèi)的虛函數(shù)表（關(guān)于虛函數(shù)表的概念，詳細(xì)可見(jiàn)）中，只有定義了虛函數(shù)的類(lèi)才有虛函數(shù)表，沒(méi)有定義虛函數(shù)的類(lèi)是沒(méi)有虛函數(shù)表的。

另外，dynamic_cast還支持交叉轉(zhuǎn)換，如下所示。

class A
{
public:
 int m_iNum;
 virtualvoid f(){}
};
 
class B:public A
{
 
};
 
class D:public A
{
 
};
 
void foo()
{ 
 B *pb = new B; 
 pb->m_iNum = 100; 
 D *pd1 = static_cast<D *>(pb); //compile error 
 D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); //pd2 is NULL 
 deletepb; 
}

在函數(shù)foo中，使用static_cast進(jìn)行轉(zhuǎn)換是不被允許的，將在編譯時(shí)出錯(cuò)，而使用dynamic_cast轉(zhuǎn)換則是允許的，結(jié)果是空指針。

三、reinterpret_cast

用法：reinterpret_cast (expression)

type-id必須是一個(gè)指針、引用、算術(shù)類(lèi)型、函數(shù)指針或者成員指針。

它可以把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)，也可以把一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針（先把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)，在把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成原類(lèi)型的指針，還可以得到原先的指針值）。

該運(yùn)算符的用法比較多。

(static_cast .與. reinterpret_cast比較，見(jiàn)下面 )

該運(yùn)算符平臺(tái)移植性比價(jià)差。

四、const_cast

用法：const_cast (expression)

該運(yùn)算符用來(lái)修改類(lèi)型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和expression的類(lèi)型是一樣的。

常量指針被轉(zhuǎn)化成非常量指針，并且仍然指向原來(lái)的對(duì)象；

常量引用被轉(zhuǎn)換成非常量引用，并且仍然指向原來(lái)的對(duì)象；常量對(duì)象被轉(zhuǎn)換成非常量對(duì)象。

volatile和const類(lèi)型，舉例如下所示。

class B
{
public: 
 int m_iNum; 
}
 
void foo()
{
 const B b1; 
 b1.m_iNum = 100; //comile error 
 B b2 = const_cast<B>(b1); 
 b2. m_iNum = 200; //fine 
}

上面的代碼編譯時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閎1是一個(gè)常量對(duì)象，不能對(duì)它進(jìn)行改變；

使用const_cast把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)非常量對(duì)象，就可以對(duì)它的數(shù)據(jù)成員任意改變。注意：b1和b2是兩個(gè)不同的對(duì)象。

五、比較

（1）dynamic_cast vs static_cast

class B 
{ 
 ... 
};
 
class D : public B 
{ 
 ...
};
 
 
void f(B* pb)
{ 
 D* pd1 = dynamic_cast<D*>(pb); 
 D* pd2 = static_cast<D*>(pb); 
}

If pb really points to an object of type D, then pd1 and pd2 will get the same value. They will also get the same value if pb == 0.

If pb points to an object of type B and not to the complete D class, then dynamic_cast will know enough to return zero. However, static_cast relies on the programmer's assertion that pb points to an object of type D and simply returns a pointer to that supposed D object.

即dynamic_cast可用于繼承體系中的向下轉(zhuǎn)型，即將基類(lèi)指針轉(zhuǎn)換為派生類(lèi)指針，比static_cast更嚴(yán)格更安全。dynamic_cast在執(zhí)行效率上比static_cast要差一些，但static_cast在更寬上范圍內(nèi)可以完成映射，這種不加限制的映射伴隨著不安全性。static_cast覆蓋的變換類(lèi)型除類(lèi)層次的靜態(tài)導(dǎo)航以外，還包括無(wú)映射變換、窄化變換(這種變換會(huì)導(dǎo)致對(duì)象切片,丟失信息)、用VOID*的強(qiáng)制變換、隱式類(lèi)型變換等…

（2）static_cast vs reinterpret_cast

reinterpret_cast是為了映射到一個(gè)完全不同類(lèi)型的意思，這個(gè)關(guān)鍵詞在我們需要把類(lèi)型映射回原有類(lèi)型時(shí)用到它。我們映射到的類(lèi)型僅僅是為了故弄玄虛和其他目的，這是所有映射中最危險(xiǎn)的。(這句話(huà)是C++編程思想中的原話(huà))

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作數(shù)類(lèi)型。它們不是互逆的； static_cast 在編譯時(shí)使用類(lèi)型信息執(zhí)行轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換執(zhí)行必要的檢測(cè)(諸如指針越界計(jì)算, 類(lèi)型檢查). 其操作數(shù)相對(duì)是安全的。另一方面；reinterpret_cast 僅僅是重新解釋了給出的對(duì)象的比特模型而沒(méi)有進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換， 例子如下：

int n=9; double d=static_cast < double > (n);
上面的例子中, 我們將一個(gè)變量從 int 轉(zhuǎn)換到 double。 這些類(lèi)型的二進(jìn)制表達(dá)式是不同的。 要將整數(shù) 9 轉(zhuǎn)換到 雙精度整數(shù) 9，static_cast 需要正確地為雙精度整數(shù) d 補(bǔ)足比特位。其結(jié)果為 9.0。

而reinterpret_cast 的行為卻不同:

int n=9;
 double d=reinterpret_cast<double & > (n);

這次, 結(jié)果有所不同. 在進(jìn)行計(jì)算以后, d 包含無(wú)用值. 這是因?yàn)?reinterpret_cast 僅僅是復(fù)制 n 的比特位到 d, 沒(méi)有進(jìn)行必要的分析.

因此, 你需要謹(jǐn)慎使用 reinterpret_cast.

引自：http://www.cppblog.com/lapcca/archive/2010/11/30/135081.aspx

補(bǔ)充：

（1）static_cast：在功能上基本上與C風(fēng)格的類(lèi)型轉(zhuǎn)換一樣強(qiáng)大，含義也一樣。它有功能上的限制。例如，你不能用static_cast像用C風(fēng)格轉(zhuǎn)換一樣把struct轉(zhuǎn)換成int類(lèi)型或者把double類(lèi)型轉(zhuǎn)換成指針類(lèi)型。另外，static_cast不能從表達(dá)式中去除const屬性，因?yàn)榱硪粋€(gè)新的類(lèi)型轉(zhuǎn)換符const_cast有這樣的功能。

可以靜態(tài)決議出類(lèi)型的轉(zhuǎn)換可能性，即使是在繼承體系中，即使包括了多重繼承和虛繼承，只要可以進(jìn)行靜態(tài)決議就可以轉(zhuǎn)換成功

（2）const_cast：用于類(lèi)型轉(zhuǎn)換掉表達(dá)式的const或volatile屬性。通過(guò)使用const_cast，你向人們和編譯器強(qiáng)調(diào)你通過(guò)類(lèi)型轉(zhuǎn)換想做的只是改變一些東西的constness或者volatieness屬性。這個(gè)含義被編譯器所約束。如果你試圖使用const_cast來(lái)完成修改constness或者volatileness屬性之外的事情，你的類(lèi)型轉(zhuǎn)換將被拒絕。

（3）dynamic_cast：它被用于安全地沿著類(lèi)的繼承關(guān)系向下進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換。這就是說(shuō)，你能用dynamic_cast把指向基類(lèi)的指針或引用轉(zhuǎn)換成指向其派生類(lèi)或其兄弟類(lèi)的指針或引用，而且你能知道轉(zhuǎn)換是否成功。失敗的轉(zhuǎn)換將返回空指針（當(dāng)對(duì)指針進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)）或者拋出異常（當(dāng)對(duì)引用進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)）。

（4）reinterpret_cast：使用這個(gè)操作符的類(lèi)型轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換結(jié)果幾乎都是執(zhí)行期定義。因此，使用reinterpret_cast的代碼很難移植。reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數(shù)指針類(lèi)型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

舉例如下：

#include <iostream>
usingnamespace std;
 
class A 
{ 
public: 
 virtualvoid foo() 
 { 
 } 
}; 
 
class B 
{ 
public: 
 virtualvoid foo() 
 { 
 } 
}; 
 
class C : public A , public B 
{ 
public: 
 virtualvoid foo() { } 
}; 
 
void bar1(A *pa) 
{ 
 B *pc = dynamic_cast<B*>(pa); 
} 
 
void bar2(A *pa) 
{ 
 B *pc = static_cast<B*>(pa); //error
} 
 
void bar3() 
{ 
 C c; 
 A *pa = &c; 
 B *pb = static_cast<B*>(static_cast<C*>(pa)); 
} 
 
int main()
{
 return 0;
}

A、bar1無(wú)法通過(guò)編譯

B、bar2無(wú)法通過(guò)編譯

C、bar3無(wú)法通過(guò)編譯

D、bar1可以正常運(yùn)行，但是采用了錯(cuò)誤的cast方法

解答：

選B。

dynamic_cast是在運(yùn)行時(shí)遍歷繼承樹(shù)，所以，在編譯時(shí)不會(huì)報(bào)錯(cuò)。但是因?yàn)锳和B沒(méi)啥關(guān)系，所以運(yùn)行時(shí)報(bào)錯(cuò)(所以A和D都是錯(cuò)誤的)。

static_cast：編譯器隱式執(zhí)行的任何類(lèi)型轉(zhuǎn)換都可由它顯示完成。其中對(duì)于：（1）基本類(lèi)型。如可以將int轉(zhuǎn)換為double(編譯器會(huì)執(zhí)行隱式轉(zhuǎn)換)，但是不能將int*用它轉(zhuǎn)換到double*（沒(méi)有此隱式轉(zhuǎn)換）。（2）對(duì)于用戶(hù)自定義類(lèi)型，如果兩個(gè)類(lèi)無(wú)關(guān)，則會(huì)出錯(cuò)（所以B正確），如果存在繼承關(guān)系，則可以在基類(lèi)和派生類(lèi)之間進(jìn)行任何轉(zhuǎn)型，在編譯期間不會(huì)出錯(cuò)。所以bar3可以通過(guò)編譯（C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的)。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流。

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