C++ static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast

一、背景由来

这四个关键字代表了c++的四种类型转换运算符。

隐式类型转换是安全的，显式类型转换是有风险的。C语言之所以增加强制类型转换的语法，就是为了强调风险，让程序员意识到自己在做什么。但是，这种强调风险的方式还是比较粗放，它并没有表明存在什么风险，风险程度如何。再者，C风格的强制类型转换统一使用()，而()在代码中随处可见，所以也不利于使用文本检索工具（例如 Windows 下的 Ctrl+F、Linux 下的 grep 命令、Mac 下的 Command+F）定位关键代码。

为了使潜在风险更加细化，使问题追溯更加方便，使书写格式更加规范，C++ 对类型转换进行了分类，并新增了四个关键字来予以支持，它们分别是：

关键字	说明
static_cast	static_cast不做运行时的类型检查以保证转换的安全性。 static_cast 是“静态转换”的意思，也就是在编译期间转换，转换失败的话会抛出一个编译错误。
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，不会借助已有的转换规则对数据进行调整，但是可以实现最灵活的 C++ 类型转换。
dynamic_cast	借助 RTTI，用于类型安全的向下转型（Downcasting）。

这四个关键字的语法格式都是一样的，具体为：

xxx_cast(data)

newType 是要转换成的新类型，data 是被转换的数据。

例如，老式的C风格的 double 转 int 的写法为：

double scores = 95.5;
int n = (int)scores;

C++ 新风格的写法为：

double scores = 95.5;
int n = static_cast(scores);

二、static_cast

static_cast不仅可以应用到指针和引用上，而且还可以应用到基础数据结构和对象上，典型的应用场景如下：

• 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。
• 把空指针转换成目标类型的空指针。
• 把任何类型的表达式转换成void类型。
• 用于类层次结构中基类（父类）和派生类（子类）之间指针或引用的转换。

进行上行转换（把派生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派生类表示）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。

注意：static_cast不能去掉expression的const、volatile、或者__unaligned属性。

示例1：

char a = 'a';
int b = static_cast(a);//正确，将char型数据转换成int型数据

double *c = new double;
void *d = static_cast(c);//正确，将double指针转换成void指针

int e = 10;
const int f = static_cast(e);//正确，将int型数据转换成const int型数据

const int g = 20;
int *h = static_cast(&g);//编译错误，static_cast不能转换掉g的const属性

 示例2：

class Parents
{
public:
	virtual ~Parents(){}
	/*codes here*/
};

class Children : public Parents
{
	/*codes here*/
};

int main() 
{	
	Children * daughter = new Children();
	Parents * mother = static_cast (daughter); //right, cast with polymorphism
	
	Parents * father = new Parents();
	Children * son = static_cast (father); //no error, but not safe
}

ref:

static_cast用法浅析_wei.zhou的专栏-CSDN博客_static_cast

C++ static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast（四种类型转换运算符）

C++标准转换运算符static_cast - Ider - 博客园