C++开发必看 四种强制类型转换的总结

C++开发必看 四种强制类型转换的总结

总的来说，无论C 还是C++都可以简单的使用C风格的强制类型转换，当然，前提是自己有把握转换不出错误。

但是对于C++程序员来说，当然推荐使用C++风格的类型转换，这一点在C++ bible里也明确指出了。

下面给出详细说明：

1,C风格的强制类型转换

　　C风格的强制类型转换(Type Cast)很简单，不管什么类型的转换统统是：
　　TYPE b = (TYPE)a

　　2,C++风格的类型转换

        C++风格的类型转换提供了4种类型转换操作符来应对不同场合的应用。

　　① const_cast，字面上理解就是去const属性。

　　② static_cast，命名上理解是静态类型转换。如int转换成char。
　　③ dynamic_cast，命名上理解是动态类型转换。如子类和父类之间的多态类型转换。
　　④ reinterpreter_cast，仅仅重新解释类型，但没有进行二进制的转换。

　　4种类型转换的格式，如：

　　TYPE B = static_cast<TYPE>(a)

　　const_cast

　　去掉类型的const或volatile属性。
　　struct SA {
　　 int i;
　　};

　　const SA ra;
　　//ra.i = 10; //直接修改const类型，编译错误
　　SA &rb = const_cast<SA&>(ra);

　　rb.i = 10;

　　static_cast

　　类似于C风格的强制转换。无条件转换，静态类型转换。用于：
　　1. 基类和子类之间转换：其中子类指针转换成父类指针是安全的;但父类指针转换成子类指针是不安全的。(基类和子类之间的动态类型转换建议用dynamic_cast)
　　2. 基本数据类型转换。enum, struct, int, char, float等。static_cast不能进行无关类型(如非基类和子类)指针之间的转换。
　　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。
　　5. static_cast不能去掉类型的const、volitale属性(用const_cast)。

　　int n = 6;
　　double d = static_cast<double>(n); // 基本类型转换
　　int *pn = &n;
　　double *d = static_cast<double *>(&n) //无关类型指针转换，编译错误
　　void *p = static_cas<tvoid *>(pn); //任意类型转换成void类型

　　 dynamic_cast
　　有条件转换，动态类型转换，运行时类型安全检查(转换失败返回NULL)：
　　1. 安全的基类和子类之间转换。
　　2. 必须要有虚函数。
　　3. 相同基类不同子类之间的交叉转换。但结果是NULL。

　　class BaseClass {
　　public:
　　int m_iNum;
　　virtual void foo(){};
　　//基类必须有虚函数。保持多台特性才能使用dynamic_cast
　　};

　　class DerivedClass: public BaseClass {
　　public:
　　char *m_szName[100];
　　void bar(){};
　　};

　　BaseClass* pb = new DerivedClass();
　　DerivedClass *pd1 = static_cast<DerivedClass *>(pb);

　　//子类->父类，静态类型转换，正确但不推荐
　　DerivedClass *pd2 = dynamic_cast<DerivedClass *>(pb);

　　//子类->父类，动态类型转换，正确
　　BaseClass* pb2 = new BaseClass();
　　DerivedClass *pd21 = static_cast<DerivedClass *>(pb2);

　　//父类->子类，静态类型转换，危险！访问子类m_szName成员越界
　　DerivedClass *pd22 = dynamic_cast<DerivedClass *>(pb2);

　　//父类->子类，动态类型转换，安全的。结果是NULL

   用法：dynamic_cast < type-id > ( expression )

　　 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。

　　 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。

　　class B{

　　public:

　　int m_iNum;

　　virtual void foo();

　　};

　　class D:public B{

　　public:

　　char *m_szName[100];

　　};

　　void func(B *pb){

　　D *pd1 = static_cast<D *>(pb);

　　D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb);

　　}

　　在上面的代码段中，如果pb指向一个D类型的对象，pd1和pd2是一样的，并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的；

　　但是，如果pb指向的是一个B类型的对象，那么pd1将是一个指向该对象的指针，对它进行D类型的操作将是不安全的（如访问m_szName），

　　而pd2将是一个空指针。

　　另外要注意：B要有虚函数，否则会编译出错；static_cast则没有这个限制。

　　这是 由于运行时类型检查需要运行时类型信息，而这个信息存储在类的虚函数表（

　　关于虚函数表的概念，详细可见<Inside c++ object model>）中，只有定义了虚函数的类才有虚函数表，

　　没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。

　　另外， dynamic_cast还支持交叉转换（cross cast）。如下代码所示。

　　class A{

　　public:

　　int m_iNum;

　　virtual void f(){}

　　};

　　class B:public A{

　　};

　　class D:public A{

　　};

　　void foo(){

　　B *pb = new B;

　　pb->m_iNum = 100;

　　D *pd1 = static_cast<D *>(pb); //compile error

　　D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); //pd2 is NULL

　　delete pb;

　　}

　　在函数foo中，使用static_cast进行转换是不被允许的，将在编译时出错；而使用 dynamic_cast的转换则是允许的，结果是空指针。

　　 reinterpreter_cast
　　仅仅重新解释类型，但没有进行二进制的转换：
　　1. 转换的类型必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。
　　2. 在比特位级别上进行转换。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)。但不能将非32bit的实例转成指针。
　　3. 最普通的用途就是在函数指针类型之间进行转换。
　　4. 很难保证移植性。
　
　　int doSomething(){return 0;};
　　typedef void(*FuncPtr)();
　　//FuncPtr is 一个指向函数的指针，该函数没有参数，返回值类型为 void
　　FuncPtr funcPtrArray[10];

　　//10个FuncPtrs指针的数组 让我们假设你希望（因为某些莫名其妙的原因）把一个指向下面函数的指针存入funcPtrArray数组：
　　funcPtrArray[0] = &doSomething;

　　// 编译错误！类型不匹配，reinterpret_cast可以让编译器以你的方法去看待它们：funcPtrArray
　　funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);

　　//不同函数指针类型之间进行转换

     实际使用中：reinterpret_cast 只使用在指针之间转换。

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<double & > (n);

　　 这次, 结果有所不同（见下图）. 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, 你需要谨慎使用 reinterpret_cast.

　　 总 结
　　去const属性用const_cast。
　　基本类型转换用static_cast。
　　多态类之间的类型转换用daynamic_cast。
　　不同类型的指针类型转换用reinterpreter_cast。