C++四種cast使用詳細介紹

更新時間：2022年07月26日 15:48:24 作者：三貝勒文子

本文主要介紹了C++四種cast使用詳細介紹，今天我們要來講的是顯式類型轉(zhuǎn)換，C++提供了四種顯式類型轉(zhuǎn)換，分別是：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast，感興趣的可以了解一下

在C++中，我們經(jīng)常使用到類型的轉(zhuǎn)換，像把一個int類型轉(zhuǎn)換成char類型，一個int類型轉(zhuǎn)換成double類型，這些轉(zhuǎn)換屬于隱式類型轉(zhuǎn)換。而今天我們要來講的是顯式類型轉(zhuǎn)換。C++提供了四種顯式類型轉(zhuǎn)換，分別是：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast。

一、static_cast

static_cast的定義為：

static_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類型，expression是被轉(zhuǎn)換的對象或者表達式。

static_cast一般用于隱式轉(zhuǎn)換，當type_name和express至少有一方可以隱式轉(zhuǎn)換時，則可以用static進行強制類型轉(zhuǎn)換?？梢杂糜诔Ｒ姷膇nt、float、double等類型轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換成功返回true，否則返回false（相當于C語言中的強制類型轉(zhuǎn)換）。

1、基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

double serven_double_1 = 1.2;
std::cout<<serven_double_1<<std::endl;
 
int serven_int_1 = static_cast<int>(serven_double_1);
std::cout<<serven_int_1<<std::endl;
 
double serven_double_2 = static_cast<double>(serven_int_1);
std::cout<<serven_double_2<<std::endl;

運行結(jié)果：基本類型的轉(zhuǎn)換，可以看到double類型轉(zhuǎn)換成int類型后丟失了精度，這一點跟reinterpret_cast不一樣，reinterpret_cast是底層二進制的強制拷貝和語義轉(zhuǎn)換，所以不會丟失精度，后面會講到。

2、指針和void指針的轉(zhuǎn)換

int* serven_int_2 = new int(2);
void * serven_void_1 = static_cast<void*>(serven_int_2);
int *serven_int_3 = static_cast<int*>(serven_void_1);
*serven_int_2 = 6;
 
std::cout<<*serven_int_2<<std::endl;
std::cout<<*serven_int_3<<std::endl;
std::cout<<serven_void_1<<std::endl;
std::cout<<serven_int_2<<std::endl;
std::cout<<serven_int_3<<std::endl;

運行結(jié)果：void指針和其他類型的指針進行轉(zhuǎn)化的時候，他們都是指向同一個地址。

3、父類和子類之間的轉(zhuǎn)換

class SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_PARENT(){}
    void Function(){
        std::cout<<"PARENT"<<std::endl;
    }
};
 
class SERVEN_CHILD : public SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_CHILD(){}
    void Function(){
        std::cout<<"CHILD"<<std::endl;
    }
};
 
 
void main(){
 
    SERVEN_PARENT* ser_par = new SERVEN_PARENT();
    ser_par->Function();
    SERVEN_CHILD* ser_chi = static_cast<SERVEN_CHILD*>(ser_par);
    ser_chi->Function();
 
}

運行結(jié)果：在main函數(shù)第二行中定義了一個ser_chi，是一個派生類對象，然后強制將基類對象轉(zhuǎn)換成子類，這種叫做下行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后打印的結(jié)果是子類的Function，使用static_cast來進行向下轉(zhuǎn)換是不安全的，因為當子類中定義了基類沒有的變量，并且在Function函數(shù)中使用了這個變量，那么程序?qū)箦e。

下面我們來看一下static_cast不安全的例子：

class SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_PARENT(){}
    void Function(){
        std::cout<<"PARENT"<<std::endl;
    }
};
 
class SERVEN_CHILD : public SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_CHILD(){}
    void Function(){
        std::cout<<"CHILD"<<std::endl;
        std::cout<<nums<<std::endl;
    }
 
private:
    char nums = 'g';
};
 
 
void main(){
 
    SERVEN_PARENT* ser_par = new SERVEN_PARENT();
    ser_par->Function();
    SERVEN_CHILD* ser_chi = static_cast<SERVEN_CHILD*>(ser_par);
    ser_chi->Function();
 
}

運行結(jié)果：因為派生類對象使用了自己獨有的變量，所以打印char字符的時候就出現(xiàn)了亂碼。

二、dynamic_cast

dynamic_cast的定義為：

dynamic_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類型，expression是被轉(zhuǎn)換的對象或者表達式。

dynamic一般用于基類指向派生類時的強制轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成功返回true，失敗返回false。它不像static_cast一樣向下轉(zhuǎn)換不安全，它是安全的。它的安全性體現(xiàn)在RTTI，那什么是RTTI呢？
RTTI是運行時類型識別。程序能夠使用基類的指針或引用來檢查著這些指針或引用所指的對象的實際派生類型（判斷指針原型）。RTTI提供了兩個非常有用的操作符：typeid和dynamic_cast。（三個最主要的東西，dynamic_cast,typeid,type_info）。typeid:typeid函數(shù)（為type_info類的友元函數(shù)，為什么要這樣呢？目的是防止創(chuàng)建type_info對象）的主要作用就是讓用戶知道當前的變量是什么類型的,它可以返回一個type_info的引用，可以獲取類的名稱和編碼typeid重載了type_info中的==和!=可以用于判斷兩個類型是否相等。
dynamic_cast和static_cast在類繼承的區(qū)別就是dynamic_cast向下轉(zhuǎn)換是安全的。

三、const_cast

const_cast的定義為:

const_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類型，expression是被轉(zhuǎn)換的對象或者表達式。

const_case有兩個功能，分別是去掉const和加上const，一般用于去掉const，修改被const修飾為常量的值。但是修改的這個值本身不能是const常量，而是被二次引用或者傳參數(shù)時被引用為const，才能修改，否則修改失敗。同時type和express兩個類型要一直去掉const，修改成功返回true，否則返回false。

1、加上const

int* serven_int_4 = new int(2);
const int* serven_int_5 = const_cast<const int*>(serven_int_4);     // 轉(zhuǎn)換為常量指針
*serven_int_4 = 3;
//*serven_int_5 = 4;              // 不能修改
std::cout<<*serven_int_4<<std::endl;
std::cout<<*serven_int_5<<std::endl;
std::cout<<serven_int_4<<std::endl;
std::cout<<serven_int_5<<std::endl;

2、去掉const

（1）const修飾指針，指針指向一個類對象（常量指針）

將一個常量指針轉(zhuǎn)換成非常量指針。

class SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_PARENT(){}
    void Function(){
        std::cout<<"PARENT"<<std::endl;
    }
};
 
class SERVEN_CHILD : public SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_CHILD(){}
    void Function(){
        std::cout<<"CHILD"<<std::endl;
        std::cout<<nums<<std::endl;
    }
 
private:
    char nums = 'g';
};
 
void main(){
    SERVEN_PARENT ser_par;
    const SERVEN_PARENT* pP = &ser_par;
    SERVEN_PARENT* pP_1 = const_case<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強制將pP轉(zhuǎn)換成非const
    
}

（2）const修飾指針指向?qū)ο蟮臄?shù)值（指針常量）

將指針常量轉(zhuǎn)換為非指針常量。

void main(){
    SERVEN_PARENT ser_par;
    SERVEN_PARENT* const pP = &ser_par;
    SERVEN_PARENT* pP_1 = const_case<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強制將pP轉(zhuǎn)換成非const
    
}

（3）const修飾指針指向?qū)ο蟮臄?shù)值并且修飾指針（常量指針常量）

常量指針常量可以被轉(zhuǎn)換為非常量指針常量，也可以轉(zhuǎn)換成指針常量或者常量指針。

void main(){
    SERVEN_PARENT ser_par;
    const SERVEN_PARENT* const pP = &ser_par;
    SERVEN_PARENT* pP_1 = const_cast<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強制將pP轉(zhuǎn)換成非const
    const SERVEN_PARENT* pP_2 = const_cast<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強制將pP轉(zhuǎn)換成常量指針
    SERVEN_PARENT* const pP_2 = const_cast<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強制將pP轉(zhuǎn)換成指針常量
 
    
}

四、reinterpret_cast

reinterpret_cast的定義為：

reinterpret_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類型，expression是被轉(zhuǎn)換的對象或者表達式。

reinterpret_cast是一種比較粗暴的轉(zhuǎn)換方式，并且是最不安全的，為什么說它粗暴呢？因為它直接去拷貝最底層的二進制，它的本質(zhì)是編譯器的指令，它的作用是可以把一個指針轉(zhuǎn)換成一個整數(shù)，也可以把一個整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個指針?；蛘卟煌愋偷闹羔樝嗷マD(zhuǎn)換。

double serven_double_2 = 1.20;
char* serven_char_1 = reinterpret_cast<char* >(&serven_double_2);
double* serven_double_3 = reinterpret_cast<double*>(serven_char_1);
std::cout<<*serven_double_3<<std::endl;
 
int* serven_int_6 = reinterpret_cast<int*>(&serven_double_2);
double* serven_double_4 = reinterpret_cast<double*>(serven_int_6);
std::cout<<*serven_double_3<<std::endl;

運行結(jié)果：我們可以看到reinterpret_cast將double類型轉(zhuǎn)換成int，再轉(zhuǎn)換成double類型后精度不會丟失，而static_cast會丟失。