C++零基础教程（新式类型转换）

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前言

本篇文章我们来讲解C++中的新式类型转换，在C语言中遇到类型转换我们一般使用强制类型转换，但是这种转换的方式是不安全的，可能会导致截断的发生，C++引入的新式类型转换解决了这个问题。

C++中的新式类型转换是一种更加安全和灵活的类型转换方法，它提供了四种不同的转换操作符，分别是static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast。每种转换操作符都有其特定的用途和限制。

一、static_cast

static_cast用于基本类型之间的转换，以及非多态类型的转换，如指针或引用的类型转换。它具有以下特点：

用于常见的转换操作，如数值类型之间的转换、隐式转换和父子类之间的指针或引用转换。

// 数值类型之间的转换
int num = 10;
double convertedNum = static_cast<double>(num);

// 父子类之间的指针转换
class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() {
        cout << "Derived::foo()" << endl;
    }
};

Base* basePtr = new Derived();
Derived* derivedPtr = static_cast<Derived*>(basePtr);
derivedPtr->foo();

二、dynamic_cast

dynamic_cast主要用于多态类型之间的转换，即在类继承关系中进行转换。它具有以下特点：

用于在继承关系中的指针或引用之间进行转换，并进行运行时类型检查。如果转换合法，返回目标类型的指针或引用；如果转换不合法，返回nullptr或引发std::bad_cast异常。
只能用于具有虚函数的类的转换，即运行时类型识别（RTTI）可用的类。
对于指针类型，如果指针为nullptr，转换结果也为nullptr。
转换操作开销较大，涉及动态类型信息查询和检查。

// 多态类型之间的转换
class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual void foo() {
        cout << "Base::foo()" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() {
        cout << "Derived::foo()" << endl;
    }
};

Base* basePtr = new Derived();
Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr);
if (derivedPtr != nullptr) {
    derivedPtr->foo();
} else {
    cout << "Dynamic Cast failed." << endl;
}

三、reinterpret_cast

reinterpret_cast用于进行低层次的类型转换，它几乎可以将任何指针或整数类型转换为任意其他类型。它具有以下特点：

用于执行与指针无关的类型之间的转换，如指针和整数之间的转换，以及指针类型之间的转换。
不进行类型检查，提供了最大的灵活性，但也潜在地破坏了类型系统和安全性。
在正常情况下，应避免使用reinterpret_cast，因为它可能导致未定义的行为。

// 指针和整数类型之间的转换
int num = 10;
int* numPtr = #
uintptr_t address = reinterpret_cast<uintptr_t>(numPtr);
cout << "Address: " << address << endl;

int* restoredPtr = reinterpret_cast<int*>(address);
cout << "Restored Value: " << *restoredPtr << endl;

四、const_cast

const_cast用于添加或删除指针或引用的const属性。它具有以下特点：

主要用于处理const和非const之间的转换，以提供对常量对象的非常量访问或对非常量对象的常量访问。
不能用于转换掉对象的const属性，这样的转换是未定义行为。
改变了类型修饰符，但不能执行实际的对象或值的转换。

// 添加或删除const属性
const int num = 10;
int& numRef = const_cast<int&>(num); // 移除const属性
numRef = 20;

const int* constPtr = &num;
int* mutablePtr = const_cast<int*>(constPtr); // 移除const属性
*mutablePtr = 30;

cout << "Modified num: " << num << endl; // 输出为20

总结

本篇文章就讲解到这里，新式类型转换大家必须掌握好。