前言

使用標準C++的類型轉換符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast。

1. 　　const_cast，字面上理解就是去const屬性。
2. 　　static_cast，命名上理解是靜態(tài)類型轉換。如int轉換成char。
3. 　　dynamic_cast，命名上理解是動態(tài)類型轉換。如子類和父類之間的多態(tài)類型轉換。
4. 　　reinterpreter_cast，僅僅重新解釋類型，但沒有進行二進制的轉換。

一、static_cast

用法：static_cast (expression)

該運算符把expression轉換為type-id類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法：

（1）用于類層次結構中基類和派生類之間指針或引用的轉換

進行上行轉換（把派生類的指針或引用轉換成基類表示）是安全的

進行下行轉換（把基類的指針或引用轉換為派生類表示），由于沒有動態(tài)類型檢查，所以是不安全的

（2）用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉換，如把int轉換成char。這種轉換的安全也要開發(fā)人員來保證

（3）把空指針轉換成目標類型的空指針

（4）把任何類型的表達式轉換為void類型

注意：static_cast不能轉換掉expression的const、volitale或者__unaligned屬性。

二、dynamic_cast

用法：dynamic_cast (expression)

該運算符把expression轉換成type_id類型的對象。type_id必須是類的指針、引用或者void*；

如果type_id是類指針類型，那么expression也必須是一個指針，如果type_id是一個引用，那么expression也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用于類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用于類之間的交叉轉換。

在類層次間進行上行轉換時，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；

在進行下行轉換時，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。

class B
{
public:
 
 int m_iNum;
 virtualvoid 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);
}

在上面的代碼段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，并且對這兩個指針執(zhí)行D類型的任何操作都是安全的；

但是，如果pb指向的是一個B類型的對象，那么pd1將是一個指向該對象的指針，對它進行D類型的操作將是不安全的（如訪問m_szName），而pd2將是一個空指針。

另外要注意：B要有虛函數(shù)，否則會編譯出錯；static_cast則沒有這個限制。這是由于運行時類型檢查需要運行時類型信息，而這個信息存儲在類的虛函數(shù)表（關于虛函數(shù)表的概念，詳細可見）中，只有定義了虛函數(shù)的類才有虛函數(shù)表，沒有定義虛函數(shù)的類是沒有虛函數(shù)表的。

另外，dynamic_cast還支持交叉轉換，如下所示。

class A
{
public:
 int m_iNum;
 virtualvoid 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 
 deletepb; 
}

在函數(shù)foo中，使用static_cast進行轉換是不被允許的，將在編譯時出錯，而使用dynamic_cast轉換則是允許的，結果是空指針。

三、reinterpret_cast

用法：reinterpret_cast (expression)

type-id必須是一個指針、引用、算術類型、函數(shù)指針或者成員指針。

它可以把一個指針轉換成一個整數(shù)，也可以把一個整數(shù)轉換成一個指針（先把一個指針轉換成一個整數(shù)，在把該整數(shù)轉換成原類型的指針，還可以得到原先的指針值）。

該運算符的用法比較多。

(static_cast .與. reinterpret_cast比較，見下面 )

該運算符平臺移植性比價差。

四、const_cast

用法：const_cast (expression)

該運算符用來修改類型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和expression的類型是一樣的。

常量指針被轉化成非常量指針，并且仍然指向原來的對象；

常量引用被轉換成非常量引用，并且仍然指向原來的對象；常量對象被轉換成非常量對象。

volatile和const類型，舉例如下所示。

class B
{
public: 
 int m_iNum; 
}
 
void foo()
{
 const B b1; 
 b1.m_iNum = 100; //comile error 
 B b2 = const_cast<B>(b1); 
 b2. m_iNum = 200; //fine 
}

上面的代碼編譯時會報錯，因為b1是一個常量對象，不能對它進行改變；

使用const_cast把它轉換成一個非常量對象，就可以對它的數(shù)據(jù)成員任意改變。注意：b1和b2是兩個不同的對象。

五、比較

（1）dynamic_cast vs static_cast

class B 
{ 
 ... 
};
 
class D : public B 
{ 
 ...
};
 
 
void f(B* pb)
{ 
 D* pd1 = dynamic_cast<D*>(pb); 
 D* pd2 = static_cast<D*>(pb); 
}

If pb really points to an object of type D, then pd1 and pd2 will get the same value. They will also get the same value if pb == 0.

If pb points to an object of type B and not to the complete D class, then dynamic_cast will know enough to return zero. However, static_cast relies on the programmer's assertion that pb points to an object of type D and simply returns a pointer to that supposed D object.

即dynamic_cast可用于繼承體系中的向下轉型，即將基類指針轉換為派生類指針，比static_cast更嚴格更安全。dynamic_cast在執(zhí)行效率上比static_cast要差一些，但static_cast在更寬上范圍內可以完成映射，這種不加限制的映射伴隨著不安全性。static_cast覆蓋的變換類型除類層次的靜態(tài)導航以外，還包括無映射變換、窄化變換(這種變換會導致對象切片,丟失信息)、用VOID*的強制變換、隱式類型變換等…

（2）static_cast vs reinterpret_cast

reinterpret_cast是為了映射到一個完全不同類型的意思，這個關鍵詞在我們需要把類型映射回原有類型時用到它。我們映射到的類型僅僅是為了故弄玄虛和其他目的，這是所有映射中最危險的。(這句話是C++編程思想中的原話)

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作數(shù)類型。它們不是互逆的； static_cast 在編譯時使用類型信息執(zhí)行轉換，在轉換執(zhí)行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操作數(shù)相對是安全的。另一方面；reinterpret_cast 僅僅是重新解釋了給出的對象的比特模型而沒有進行二進制轉換， 例子如下：

int n=9; double d=static_cast < double > (n);
上面的例子中, 我們將一個變量從 int 轉換到 double。 這些類型的二進制表達式是不同的。 要將整數(shù) 9 轉換到 雙精度整數(shù) 9，static_cast 需要正確地為雙精度整數(shù) d 補足比特位。其結果為 9.0。

而reinterpret_cast 的行為卻不同:

int n=9;
 double d=reinterpret_cast<double & > (n);

這次, 結果有所不同. 在進行計算以后, d 包含無用值. 這是因為 reinterpret_cast 僅僅是復制 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析.

因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast.

引自：http://www.cppblog.com/lapcca/archive/2010/11/30/135081.aspx

補充：

（1）static_cast：在功能上基本上與C風格的類型轉換一樣強大，含義也一樣。它有功能上的限制。例如，你不能用static_cast像用C風格轉換一樣把struct轉換成int類型或者把double類型轉換成指針類型。另外，static_cast不能從表達式中去除const屬性，因為另一個新的類型轉換符const_cast有這樣的功能。

可以靜態(tài)決議出類型的轉換可能性，即使是在繼承體系中，即使包括了多重繼承和虛繼承，只要可以進行靜態(tài)決議就可以轉換成功

（2）const_cast：用于類型轉換掉表達式的const或volatile屬性。通過使用const_cast，你向人們和編譯器強調你通過類型轉換想做的只是改變一些東西的constness或者volatieness屬性。這個含義被編譯器所約束。如果你試圖使用const_cast來完成修改constness或者volatileness屬性之外的事情，你的類型轉換將被拒絕。

（3）dynamic_cast：它被用于安全地沿著類的繼承關系向下進行類型轉換。這就是說，你能用dynamic_cast把指向基類的指針或引用轉換成指向其派生類或其兄弟類的指針或引用，而且你能知道轉換是否成功。失敗的轉換將返回空指針（當對指針進行類型轉換時）或者拋出異常（當對引用進行類型轉換時）。

（4）reinterpret_cast：使用這個操作符的類型轉換，其轉換結果幾乎都是執(zhí)行期定義。因此，使用reinterpret_cast的代碼很難移植。reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數(shù)指針類型之間進行轉換。

舉例如下：

#include <iostream>
usingnamespace std;
 
class A 
{ 
public: 
 virtualvoid foo() 
 { 
 } 
}; 
 
class B 
{ 
public: 
 virtualvoid foo() 
 { 
 } 
}; 
 
class C : public A , public B 
{ 
public: 
 virtualvoid foo() { } 
}; 
 
void bar1(A *pa) 
{ 
 B *pc = dynamic_cast<B*>(pa); 
} 
 
void bar2(A *pa) 
{ 
 B *pc = static_cast<B*>(pa); //error
} 
 
void bar3() 
{ 
 C c; 
 A *pa = &c; 
 B *pb = static_cast<B*>(static_cast<C*>(pa)); 
} 
 
int main()
{
 return 0;
}

A、bar1無法通過編譯

B、bar2無法通過編譯

C、bar3無法通過編譯

D、bar1可以正常運行，但是采用了錯誤的cast方法

解答：

選B。

dynamic_cast是在運行時遍歷繼承樹，所以，在編譯時不會報錯。但是因為A和B沒啥關系，所以運行時報錯(所以A和D都是錯誤的)。

static_cast：編譯器隱式執(zhí)行的任何類型轉換都可由它顯示完成。其中對于：（1）基本類型。如可以將int轉換為double(編譯器會執(zhí)行隱式轉換)，但是不能將int*用它轉換到double*（沒有此隱式轉換）。（2）對于用戶自定義類型，如果兩個類無關，則會出錯（所以B正確），如果存在繼承關系，則可以在基類和派生類之間進行任何轉型，在編譯期間不會出錯。所以bar3可以通過編譯（C選項是錯誤的)。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。

最新評論