C++面向对象（OOP）编程-四种类型转换
本文主要介绍C/C++的四中强制类型转换，包括static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast。
目录
1 C/C++类型转换
2 四种强制类型转换
2.1 static_cast
2.2 reinterpret_cast
2.3 const_cast
2.4 dynamic_cast
3 RTTI
4 面试题
5 智能指针的四种强制转换
1 C/C++类型转换
C语言中类型的转换发生在不同类型之间的赋值，可以是隐式类型转换，也可以是显式类型转换。隐式类型转换发生在类型相近的情况下，类型不相近会发生编译错误。
C++强制类型转化，引入了四种操作符：static_cast 、const_cast、reinterpret_cast、dynamic_cast。
隐式类型转换可能会出现问题，比如会发生精度的丢失。显示类型转换将所有的情况混合到一起也不够清晰。
于是C++就引入了四种比较清晰的强制类型转换：
以下是四种强制转换类型的对比：
| 关键字 | 说明 |
| static_cast | 用于良性转换，一般不会导致意外发生，风险很低。 |
| const_cast | 用于 const 与非 const、volatile 与非 volatile 之间的转换。 |
| reinterpret_cast | 高度危险的转换，这种转换仅仅是对二进制位的重新解释，但是可以实现最灵活的 C++ 类型转换。 |
| dynamic_cast | 用于类型安全的向下转型。或者向上转。 |
2 四种强制类型转换
2.1 static_cast
static_cast用于非多态类型的转换（静态转换），编译器隐式执行的任何类型转换都可用static_cast，但它不能用于两个不相关的类型进行转换。
char 类型字符可以转换为int 类型，但是char [] 和string 不可以转换为int类型。
一个简单的例子;
#include
#include
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
{ // static_cast
double a1 = 34.8;
int a2 = 10;
char a3[] = "Hubery";
char *a4 = "Tom";
cout << "a2 转换前: " << a2 << endl;
cout << "a4 转换前: " << a4 << endl;
a2 = static_cast(a1);
// a2 = static_cast(a3); 错误
a4 = static_cast(a3);
cout << "a2 转换后: " << a2 << endl;
cout << "a4 转换后: " << a4 << endl;
}
return 0;
} 运行结果;
2.2 reinterpret_cast
reinterpret_cast用于任意类型的转换，即reinterpret_cast运算符允许将任意指针转换到其他指针类型，也允许做任意整数类型和任意指针类型之间的转换。转换时，执行的是逐个比特复制的操作。reinterpret中文意为“重新解释; 重新诠释;”。
reinterpret_cast使用注意事项：
从本质上说所有这些转换都是不安全的，依赖于实现的，或两者都是， reinterpret也不例外（存在安全性）。这种安全性只能由程序员自己来保证。
一个例子：
{ // reinterpret_cast
__LOG__("reinterpret_cast");
int num = 0x00636261;//用16进制表示32位int，0x61是字符'a'的ASCII码
int * pnum = #
char * pstr = reinterpret_cast(pnum);
cout<<"pnum指针的值: "<(pstr)<(c);
cout << hex << c1 << endl;
uint8_t d = 97;
char c2 = static_cast(d);
cout << c2 << endl;
} 运行结果：
2.3 const_cast
const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性，方便赋值。
一个例子：
{
// static_cast
__LOG__("static_cast");
const int a = 3;
int* pa = const_cast(&a);
(*pa)++;
cout << a << endl; //3
cout << (*pa) << endl; //4
} 运行结果：
分析结果:
代码中const_cast 取消了 &a 的const属性，因而我们可以通过pa指针修改a的值。
打印出的a的值与pa指向的值不一样是编译器优化的结果，因为编译器认为const修饰的a不会被修改，所以直接将a存储到了寄存器里面，当需要读取a时直接就从寄存器里读取了，而我们修改的是内存中a的值，通过指针读取的是内存里的a。
解决上面的问题需要用到volatile关键字，它能帮助我们保持内存的可见性，不让编译器进行这种优化。
如下：
{
// static_cast
__LOG__("static_cast");
volatile const int a = 3;
int* pa = const_cast(&a);
*pa = *pa+1;
cout << a << endl; //3
cout << (*pa) << endl; //4
} 运行结果：
2.4 dynamic_cast
dynamic_cast用于将一个父类对象的指针/引用转换为子类对象的指针或引用(动态转换):
向上转型：子类对象指针/引用->父类指针/引用(不需要转换，赋值兼容规则，即我们常说的切割/切片)
向下转型：父类对象指针/引用->子类指针/引用(用dynamic_cast转型是安全的)
注意点：
1. dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类，因为运行类型检查时需要运行时的类型信息，而这个信息是存储在虚函数表中的，所以父类需要含有虚函数。
父类没有虚函数会直接报错。
2 dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回0
如果父类指针指向的是父类对象，进行向下转型时会直接返回空指针
如果父类指针指向的是子类对象，就转换成功。
一个例子：
#include
#include
#include "common.h"
#include
using namespace std;
class A
{
private:
int msg_;
public:
virtual void print()
{
cout << " 这是一个父类 " << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
virtual void print()
{
cout << " 这是一个子类 " << endl;
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
{
__LOG__("dynamic_cast");
A a;
B b;
A* pa = &a; //父类指针指向父类对象
A* pb = &b; //父类指针指向子类对象
B* pA = dynamic_cast(pa); //转换失败
B* pB = dynamic_cast(pb); //转换成功
cout << "pA:"< 运行结果：
3 RTTI
指的是运行时类型识别。
C++通过以下方式来支持RTTI：
-
typeid运算符 ： 在运行时识别出一个对象的类型。
-
dynamic_cast运算符 ： 在运行时识别一个父类的指针（或者引用）指向的是父类对象还是子类对象。返回值为0说明父类指针指向的是父类对象，反之指向的是子类对象。
-
decltype ： 在运行时推演出一个表达式或者函数返回值的类型。
4 面试题
请说出C++中的强制类型转换以及它们的应用场景。
static_cast: 用于相似类型的转换。
reinterpret_cast: 可以用于不同类型的转换。
const_cast: 删除变量的const属性，方便赋值。
dynamic_cast: 用于安全的实现向下转型，安全的将父类的指针（或引用）转换成子类的指针（或引用）。
5 智能指针的四种强制转换
static_pointer_cast、reinterpret_pointer_cast、const_pointer_cast、dynamic_pointer_cast四种，这四种针对的是智能指针的转换。使用的性质与上述提到的基本的类型转换类似。仅仅只是限制是智能指针。