C++: reinterpret_cast、dynamic_cast、static_cast的使用及注意事项

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• 标准C++中有四个类型转换符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast 和const_cast。在C++中，使用数据类型转换时，该怎样选用合适的数据类型转换方式很重要，下面分别对这几种转换方法做一说明：

1. static_cast

使用方法： static_cast < type-id > (expression)
功能： 把expression转换为type-id类型，无运行时类型检查，转换存在不安全性；
使用场景：

1. void指针->其他类型指针
2. 改变通常的标准转换
3. 避免出现可能多种转换的歧义

它主要有以下几种用法：

1. 用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。进行上行转换（把子类的指针或引用转换成基类表示）是安全的；进行下行转换（把基类指针或引用转换成子类指针或引用）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
2. 用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
3. 把void指针转换成目标类型的指针(不安全!!)
4. 把任何类型的表达式转换成void类型。
   注意：static_cast不能转换掉expression的const、volitale、或者__unaligned属性。

2.dynamic_cast

使用方法：dynamic_cast < type-id >(expression)
说明：该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *；如果type-id是类指针类型，那么expression也必须是一个指针，如果type-id是一个引用，那么expression也必须是一个引用。

• 使用场景：dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换，还可以用于类之间的交叉转换。在类层次间进行上行转换时，dynamic_cast和static_cast的效果是一样的；在进行下行转换时，dynamic_cast具有类型检查的功能，比static_cast更安全。

注意事项：

1. dynamic_cast是动态转换，只有在基类指针转换为子类指针时才有意义。
2. dynamic_cast<>需要类成为多态，即包括“虚”函数，并因此而不能成为void*。
3. static_cast和dynamic_cast可以执行指针到指针的转换，或实例本身到实例本身的转换，但不能在实例和指针之间转换。static_cast只能提供编译时的类型安全，而dynamic_cast可以提供运行时类型安全。

reinpreter_cast

使用方法：reinpreter_cast (expression)
说明：type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针（先把一个指针转换成一个整数，在把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。

• reinterpret_cast可以转换任意一个32bit整数，包括所有的指针和整数。可以把任何整数转成指针，也可以把任何指针转成整数，以及把指针转化为任意类型的指针，威力最为强大！但不能将非32bit的实例转成指针。总之，只要是32bit的东东，怎么转都行！
• 因为任何指针可以被转换到void*，而void*可以被向后转换到任何指针（对于static_cast<> 和 reinterpret_cast<>转换都可以这样做），如果没有小心处理的话错误可能发生。

const_cast

用法：const_cast (expression)
使用场景：该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const或volatile修饰外，type_id和expression的类型是一样的。
注意事项：常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。