标准C++的类型转换符(static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast)

标准c++中主要有四种强制转换类型运算符：  

const_cast，reinterpret_cast，static_cast，dynamic_cast

 

(1) static_cast<T*>(a)  
将地址a转换成类型T，T和a必须是指针、引用、算术类型或枚举类型。  
表达式static_cast<T*>(a), a的值转换为模板中指定的类型T。在运行时转换过程中，不进行类型检查来确保转换的安全性。  
例子：  
class B { ... };  
class D : public B { ... };  
void f(B* pb, D* pd)  
{  
   D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指针  
   B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的  
   ...  
}

主要有如下几种用法：
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表示）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把空指针转换成目标类型的空指针。
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<T*>(a)  
完成类层次结构中的提升。T必须是一个指针、引用或无类型的指针。a必须是决定一个指针或引用的表达式。  
表达式dynamic_cast<T*>(a) 将a值转换为类型为T的对象指针。如果类型T不是a的某个基类型，该操作将返回一个空指针。  
例子：  
class A { ... };  
class B { ... };  
void f()  
{  
  A* pa = new A;  
  B* pb = new B;  
  void* pv = dynamic_cast<A*>(pa);       // pv 现在指向了一个类型为A的对象  
  ...  
  pv = dynamic_cast<B*>(pb);       // pv 现在指向了一个类型为B的对象  
}

 

(3)const_cast<T*>(a)  
去掉类型中的常量，除了const或不稳定的变址数，T和a必须是相同的类型。  
表达式const_cast<T*>(a)被用于从一个类中去除以下这些属性：const, volatile, 和 __unaligned。  
例子：  
class A { ... };  
void f()  
{  
  const A *pa = new A;      //const对象  
  A *pb;      //非const对象  
  //pb = pa;       // 这里将出错，不能将const对象指针赋值给非const对象  
  pb = const_cast<A*>(pa);       // 现在OK了  
  ....  
}

 

(4)reinterpret_cast<T*>(a)  
任何指针都可以转换成其它类型的指针，T必须是一个指针、引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。  
表达式reinterpret_cast<T*>(a)能够用于诸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等类似这样的转换，因此可能是不安全的。  
例子：  
class A { ... };  
class B { ... };  
void f()  
{  
  A* pa = new A;  
  void* pv = reinterpret_cast<B*>(pa);       // pv 现在指向了一个类型为B的对象，这可能是不安全的  
  ...  
}

 

 

类型转换符之间的比较

dynamic_cast 与 static_cast

 

dynamic_cast可用于继承体系中的向下转型，即将基类指针转换为派生类指针，比static_cast更严格更安全。
dynamic_cast在执行效率上比static_cast要差一些，但static_cast在更宽上范围内可以完成映射，这种不加限制的映射伴随着不安全性。
static_cast覆盖的变换类型除类层次的静态导航以外，还包括无映射变换、窄化变换(这种变换会导致对象切片,丢失信息)、用VOID*的强制变换、隐式类型变换等...

 

static_cast 与 reinterpret_cast

reinterpret_cast是为了映射到一个完全不同类型的意思，这个关键词在我们需要把类型映射回原有类型时用到它。我们映射到的类型仅仅是为了故弄玄虚和其他目的，这是所有映射中最危险的。(这句话是C++编程思想中的原话)

static_cast和reinterpret_cast操作符修改了操作数类型。它们不是互逆的；static_cast在编译时使用类型信息执行转换，在转换执行必要的检测(诸如指针越界计算，类型检查)。其操作数相对是安全的。另一方面，reinterpret_cast仅仅是重新解释了给出的对象的比特模型而没有进行二进制转换，例子如下：

int n=9; double d=static_cast < double > (n);

上面的例子中，我们将一个变量从int转换到double。这些类型的二进制表达式是不同的。要将整数9转换到双精度整数9，static_cast需要正确地为双精度整数d补足比特位。其结果为9.0。而reinterpret_cast 的行为却不同：

int n=9;
double d=reinterpret_cast (n);

这次，结果有所不同。在进行计算以后，d包含无用值。这是因为reinterpret_cast仅仅是复制n的比特位到d，没有进行必要的分析。

因此，使用 reinterpret_cast须谨慎。

 

参考文献：

[1] http://dev.firnow.com/course/3_program/c++/cppsl/200899/140688.html

[2]http://www.doserver.net/post/static_cast-const_cast-reinterpret_cast-dynamic_cast.php?page=2&part=1