C++中四种强制转换

一、简介

C++中存在四种强制类型转换，分别是static_cast 、const_cast 、 dynamic_cast 、reinterpret_cast

二、存在原因

我们直到在C语言中有强制类型转换，可以转换成合理的类型，那么我们为什么要在C++中引入四种强制类型转化的概念呢？

• 由于新类型的强制类型转换可以提供更好的强制控制转换过程，一旦当程序员使用了四种强制类型转换，其他的人读程序的时候可以立刻知道这个强制转换的目的是什么，方便了我们的阅读。
• C语言的强制类型转换难定位到所有使用强制类型转换的语句。

三、强制类型转换的分类

（1）static_cast (静态转换)

表达式为 : static_cast (expression)

• 运算符把expression转换为type-id类型，当我们需要在内置类型中相互转换的时候，就可以使用static_cast，即任何标准转换都可以使用它，但是在运行的过程中没有检查和保证转换的安全性（显示告诉编译器，不关心转换后的精度损失）。

它的用法主要有以下三个：

• 用于基本类型之间的转换。

int i;
float f = 31.4;
i = static_cast<int>(f);

• 不能用于基本类型指针之间的转换。

int i = 1;
char c = 'a';
int* p = &i;
char* pc =&c;
pc = static_cast<char*>(p);//错误

• 用于有继承关系类对象之间的转换和类指针之间的转换

class A
{
};

class B :public A
{
};

class C
{
};

int main()
{
    A* a = new A;
    B* b;
    C* c;
    b = static_cast(a);
    c = static_cast(c);//此句会出错
}

注意：

如果涉及到类的话，static_cast只能在有相互联系的类型中进行相互转换，不一定包含虚函数。

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（2）const_cast

表达式为：const_cast (expression)

• 此表达式主要用来删除变量的const属性
• 强制类型转换的目标类型必须是指针或者引用

（3）dynamic_cast

表达式为:dynamic_cast (expression)

• 主要用来将基类的指针和引用安全的转化为派生类的指针或者应用。

转化分两类：

向上转换

即派生类指针或引用类型转换为其基类类型，无论是指针还是引用向上转换都是安全的。

向下转换

对于“向下转型”有两种情况：

• 一种是基类指针所指对象是派生类类型的，这种转换是安全的；
• 基类指针所指对象为基类类型，在这种情况下dynamic_cast在运行时做检查，转换失败，返回结果为0；
  在引用上，dynamic_cast依旧是常用于“安全的向下转型”。与指针一样，引用的向下转型也可以分为两种情况，与指针不同的是，并不存在空引用，所以引用的dynamic_cast检测失败时会抛出一个bad_cast异常。

特点：

• 用于有继承关系的指针间的转换
• 用于有交叉关系的类指针间的转换
• 具有类型检查的功能（转换不成功返回NULL）
• 含有虚函数的类（定义的类中必须要有虚函数）

#include  
using namespace std;

class Base
{
public:
    Base() {};
    virtual void Show()
    { 
        cout << "This is Base calss";
    }
};

class Derived :public Base
{
public:
    Derived() {};
    void Show() 
    {
        cout << "This is Derived class";
    }
};

int main()
{
    //这是第一种情况  
    Base* base = new Derived;
    if (Derived *der = dynamic_cast(base))
    {
        cout << "第一种情况转换成功" << endl;
        der->Show();
        cout << endl;
    }
    //这是第二种情况  
    Base * base1 = new Base;
    if (Derived *der1 = dynamic_cast(base1))
    {
        cout << "第二种情况转换成功" << endl;
        der1->Show();
    }
    else
    {
        cout << "第二种情况转换失败" << endl;
    }
    delete(base);
    delete(base1);

    return 0;
}

注意：

dynamic_cast在转换之前会进行检查，如果转换失败指针返回，应用抛出bad_cast异常。

（4）reinterpret_cast

• 用于指针类型间的强制转换
• 用于整数和指针类型间的强制转换

#include  

using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;
    int *i = &a;
    long pc = reinterpret_cast<long>(i);//把一个指针转换为一个整数，即取出地址值  
    char *str = reinterpret_cast<char *>(i);//把int*转换为char *（比int型小），无输出  
    long *l = reinterpret_cast<long *>(i);//把int *转换为long *（比int型大），取出地址值（即i值）输出  

    cout << *i << endl;
    cout << hex << pc << endl;
    cout << i << endl;
    cout << "char:" << str << endl;
    cout << l << endl;

    return 0;
}

注意

reinterpret_cast不能用于非指针类型的转换。

四、总结

基本类型转换用static_cast。

去const属性用const_cast。

多态类之间的类型转换用daynamic_cast。

不同类型的指针类型转换用reinterpreter_cast。