static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast 类型转换

在简单的情况下，上面这种类型转换可以很好地工作，但在C++中往往还是不够的，为此ANSI-C++新标准定义的四个转换符，即static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast。同时在C++环境中，原先的C-Style的类型转换仍旧可以使用。

 

1)  static_cast

    用法：static_cast <typeid> (expression)

    说明：该运算符把expression转换为typeid类型，但没有运行时类型检查来确保转换的安全性。

    用途：

    a) 用于类层次结构中基类和派生类之间指针或者引用的转换。up-casting (把派生类的指针或引用转换成基类的指针或者引用表示)是

    安全的；down-casting(把基类指针或引用转换成子类的指针或者引用)是不安全的。

    b) 用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，这种转换的安全性也要由开发人员来保证。

    c) 可以把空指针转换成目标类型的空指针(null pointer)。

    d) 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

    用法：dynamic_cast <typeid> (expression)

    说明：该运算符把expression转换成typeid类型的对象。typeid必须是类的指针、类的引用或者void*。如果typeid是类的指针类型，

        那么expression也必须是指针，如果typeid是一个引用，那么expression也必须是一个引用。一般情况下，dynamic_cast用

        于具有多态性的类(即有虚函数的类)的类型转换。

 

               dynamic_cast依赖于RTTI信息，其次，在转换时，dynamic_cast会检查转换的source对象是否真的可以转换成target类型，

       这种检查不是语法上的，而是真实情况的检查。先看RTTI相关部分，通常，许多编译器都是通过vtable找到对象的RTTI信息

       的，这也就意味着，如果基类没有虚方法，也就无法判断一个基类指针变量所指对象的真实类型，这时候，dynamic_cast只能

       用来做安全的转换,例如从派生类指针转换成基类指针。而这种转换其实并不需要dynamic_cast参与。也就是说,dynamic_cast

       是根据RTTI记载的信息来判断类型转换是否合法的。

 

    用途：主要用于类层次之间的up-casting和down-casting，还可以用于类之间的交叉转换。在进行down-casting时，dynamic_cast

        具有类型检查的功能，比static_cast更安全。检测在运行时进行。如果被转换的指针不是一个被请求的有效完整的对象指针，

        返回值为NULL。当用于多态类型时，它允许任意的隐式类型转换以及相反过程。不过，与static_cast不同，在后一种情况里

        （注：即隐式转 换的相反过程），dynamic_cast会检查操作是否有效。也就是说，它会检查转换是否会返回一个被请求的有

        效的完整对象。

    注意：dynamic_cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

 

3)   reinterpret_cast

     用法：reinterpret_cast <typeid>(expression)

     说明：转换一个指针为其他类型的指针，也允许将一个指针转换为整数类型，反之亦然。这个操作符能够在非相关的类型之间进行

        转换。操作结果只是简单的从一个指针到别的指针的值的二进制拷贝，在类型之间指向的内容不做任何类型的检查和转换。这

        是一个强制转换。使用时有很大的风险，慎用之。

     注意：reinterpret _cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

 

4)   const_cast

     用法：const_cast<typeid>(expression)

     说明：这个类型操纵传递对象的const属性，或者是设置或者是移除。如：

           Class C{…}

           const C* a = new C;

           C* b = const_cast<C*>(a);

           如果将上面的const_cast转换成其他任何其他的转换，编译都不能通过，出错的信心大致如下：

           “…cannot convert from 'const class C *' to 'class C *'”。

  

     下面的代码是4中casting方法的典型用法示例：

     #include <iostream>

     using namespace std;

 

     class Base

     {

     public:

         int _base;

         virtual void printinfo()

         {

              cout << _base << endl;

         }

     };

 

     class Derived : public Base

     {

     public:

         int _derived;

         virtual void printinfo()

         {

              cout << _derived << endl;

         }

     };

 

     int main(void)

     {

         Base b1;

         Derived d1;

         int aInt = 10;

         long aLong = 11;

         float aFloat = 11.11f;

         double aDouble = 12.12;

 

         Derived* pd = static_cast<Derived*>(&b1);                           // down-casting          不安全

         Base* pb = static_cast<Base*>(&d1);                                   // up-casting                安全

         Derived& d = static_cast<Derived&>(b1);                             // down-casting          不安全

         Base& b = static_cast<Base&>(d1);                                      // up-casting                安全

 

         aInt = static_cast<int>(aFloat);                                                // 基本数据类型转换

         void* sth = static_cast<void*>(&aDouble);                            // 将double指针类型转换成void指针类型

         double* bDouble = static_cast<double*>(sth);                    // 将void指针类型转换成double指针类型

         cout << *bDouble << endl;

 

         Base* pb1 = dynamic_cast<Base*>(&d1);

         //Derived* pd1 = dynamic_cast<Derived*>(&b1);                 // 编译时有warning，运行时出错

 

         int bInt = reinterpret_cast<int>(pb1);                                       // 将地址或指针转换成整数

         cout << bInt << endl;

         pb1 = reinterpret_cast<Base*>(bInt);                                     // 将整数转换成地址或指针

 

         int* cInt = reinterpret_cast<int*>(&aFloat);                             // 这个转换的结果会出乎意料

         cout << (int)*cInt << endl;

 

         const Base* bBase = new Base();

         Base* cBase = const_cast<Base*>(bBase);

         //Base* dBase = dynamic_cast<Base*>(bBase);                // 不能通过编译

         //Base* eBase = static_cast<Base*>(bBase);                     // 不能通过编译

         //Base* fBase = reinterpret_cast<Base*>(bBase);             // 不能通过编译

 

         return 0;

}