C++类型转换

C++中常用的类型转换方式有reinterpret_cast、static_cast、dynamic_cast，下面介绍他们的作用和使用场景。

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1、reinterpret_cast

1.1、含义

reinterpret翻译过来是“重新解释”，字面上的意思就是将对象重新解释为另一个类，也就是强制转换，实际上它的作用也是如此。

1.2、示例

例:
现有A类和B类。

#include 

using namespace std;

class A
{
public:
    int data { 100 };
};

class B 
{
public:
    char data[4] { 0 };
};

我们用reinterpret_cast来转换，为了演示效果更好，准备一个数字6666，它的十六进制是1A0A。

int main()
{
    B *b = new B;
    A *a = reinterpret_cast<A*>(b);
    cout << a->data << endl;
    b->data[0] = 0x0A;
    b->data[1] = 0x1A;
    cout << a->data << endl;
｝

可以看到，reinterpret_cast是直接将b对象的那块内存当作A类型来解释了。

1.3、存在的问题

上一节说到reinterpret_cast是将一个对象的内存当作另一个类型来解释，那么在C++中就会存在一些风险，常见风险如下：

1. 访问指针时可能会导致程序崩溃。以上述的例子来说，如果A类中的data是一个指针，而b对象的data存放的并不是指针，那么就可能出现访问野指针的情况。
2. 调用虚函数时可能导致程序崩溃。我们知道，C++的虚函数也是通过函数指针来实现的，如果A和B的虚函数数量不一致，那在调用虚函数时，也有可能会访问到野指针。
3. 数据错乱。这一点在上一节的例子中也有所体现了。

1.4、应用场景

reinterpret_cast一般用在待强转的对象是确定的且可被强转的情况，比如上面的例子，我们清楚B的储存结构是安全的，而且b来自于new B，而不是经过其它函数传参过来的。
具体应用有：同一父类下的子类互转，结构体互转。

2、static_cast

2.1、作用

static_cast也是一种类型转换的方式，它与reinterpret_cast的不同之处在于，它在编译的时候会查错，也就是如果类型转换有问题，我们写代码的时候会提示。
例如：

2.2、存在的问题

虽然static_cast会查错，但也还是存在着风险，比如以下例子：

类型B有虚函数表，而A没有，显然这个程序运行会崩溃，但static_cast并没有报错，这是因为static_cast转换时只会检查它们时候有继承关系，如果有，那就认为是合法的。

static_cast查错的逻辑可以参考下图，我们创建了一个Grand类型对象来转换为其它类型，绿线为合法，红线为非法。

2.3、应用场景

从上一节可以看到，static_cast适用于一些继承关系比较简单的场景，如果继承关系比较简单，用static是比较安全的。

3、dynamic_cast

3.1、作用

dynamic_cast是static_cast的进阶版，它不仅在编译时会查错，在程序运行时也会查错。
它在编译时查错和static_cast有一些区别，需要分两种情况来介绍。

1. 对象无虚函数表。此时dynamic_cast会比较严格地检查继承关系是否合法，如下图所示，弥补了static_cast的不足。
   
2. 对象有虚函数表。此时编译器不会查错。
   

我们可以看到，如果对象有虚函数表，dynamic_cast的查错就会在编译阶段失效，这时候就需要用到它的运行时查错。
当转换不合法时，dynamic_cast会返回NULL，还是刚刚的例子。


这两种不合法的转换返回了NULL。

dynamic_cast运行时查错的逻辑可以参考下图，绿线表示正常转换，红线表示返回NULL。

3.2、存在的问题

dynamic_cast因为在运行时会查错，所以效率比前两者慢，不过性能损耗不大，这个可以视具体需求而定。

3.3、应用场景

dynamic_cast是一种安全度比较高的转换方式，可以适应于大部分情况，我们使用的时候可以用这种格式，要注意异常情况的处理。

A *a = new A;
B *b = dynamic_cast<B*>(a);
if (b != NULL) {
	// dosomething
} else {
	// exception handle
}