C++四种强制类型转换

一、C强制转换与C++强制转换

c语言强制类型转换主要用于基础的数据类型间的转换，语法为：

(type-id)expression//转换格式1
type-id(expression)//转换格式2

c++除了能使用c语言的强制类型转换外，还新增了四种强制类型转换：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast，主要运用于继承关系类间的强制转化，语法为：

static_cast<new_type>      (expression)
dynamic_cast<new_type>     (expression) 
const_cast<new_type>       (expression) 
reinterpret_cast<new_type> (expression)

二、C++四种强制类型转换

static_cast

int a = 10;
double b = static_cast<double>(a);

static_cast相当于传统的C语言里的强制转换，该运算符把expression转换为new_type类型，用来强迫隐式转换，例如non-const对象转为const对象，编译时检查，用于非多态的转换，可以转换指针及其他，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法：
①用于类层次结构中基类（父类）和派生类（子类）之间指针或引用的转换。
进行上行转换（把派生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派生类表示）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、volatile、或者__unaligned属性。
dynamic_cast

dynamic_cast<type*>(e)
dynamic_cast<type&>(e)
dynamic_cast<type&&>(e)

type必须是一个类类型，在第一种形式中，type必须是一个有效的指针，在第二种形式中，type必须是一个左值，在第三种形式中，type必须是一个右值。在上面所有形式中，e的类型必须符合以下三个条件中的任何一个：e的类型是是目标类型type的公有派生类、e的类型是目标type的共有基类或者e的类型就是目标type的的类型。如果一条dynamic_cast语句的转换目标是指针类型并且失败了，则结果为0。如果转换目标是引用类型并且失败了，则dynamic_cast运算符将抛出一个std::bad_cast异常(该异常定义在typeinfo标准库头文件中)。e也可以是一个空指针，结果是所需类型的空指针。

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（cross cast）。
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，向下转型的前提必须是安全的，要借助 RTTI 进行检测，所有只有一部分能成功。dynamic_cast是唯一无法由旧式语法执行的动作，也是唯一可能耗费重大运行成本的转型动作。
dynamic_cast 与 static_cast 是相对的，dynamic_cast 是“动态转换”的意思，static_cast 是“静态转换”的意思。dynamic_cast 会在程序运行期间借助 RTTI 进行类型转换，这就要求基类必须包含虚函数；static_cast 在编译期间完成类型转换，能够更加及时地发现错误。
const_cast
const_cast，用于修改类型的const或volatile属性。
该运算符用来修改类型的const(唯一有此能力的C++style转型操作符)或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外， new_type和expression的类型是一样的。
①常量指针被转化成非常量的指针，并且仍然指向原来的对象；
②常量引用被转换成非常量的引用，并且仍然指向原来的对象；
③const_cast一般用于修改底指针。如const char *p形式。

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{const int a = 10;const int * p = &a;int *q;q = const_cast<int *>(p);*q = 20;    //finecout <<a<<" "<<*p<<" "<<*q<<endl;cout <<&a<<" "<<p<<" "<<q<<endl;return 0;
}
输出结果：
10 20 20
002CFAF4 002CFAF4 002CFAF4

reinterpret_cast

int *a = new int;
double *d = reinterpret_cast<double *>(a)

new_type必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。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，再把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。

reinterpret_cast意图执行低级转型，实际动作（及结果）可能取决于编辑器，这也就表示它不可移植。

举一个错误使用reintepret_cast例子，将整数类型转换成函数指针后，vc++在执行过程中会报"…中的 0xxxxxxxxx 处有未经处理的异常: 0xC0000005: Access violation"错误：

另外，static_cast和reinterpret_cast的区别主要在于多重继承，比如：

class A {public:int m_a;
};
class B {public:int m_b;
};
class C : public A, public B {};

那么对于以下代码：

C c;
printf("%p, %p, %p", &c, reinterpret_cast<B*>(&c), static_cast <B*>(&c));

前两个的输出值是相同的，最后一个则会在原基础上偏移4个字节，这是因为static_cast计算了父子类指针转换的偏移量，并将之转换到正确的地址（c里面有m_a,m_b，转换为B*指针后指到m_b处），而reinterpret_cast却不会做这一层转换。
　因此, 你需要谨慎使用 reinterpret_cast。

三. c++强制转换注意事项

新式转换较旧式转换更受欢迎。 原因有二，一是新式转型较易辨别，能简化“找出类型系统在哪个地方被破坏”的过程； 二是各转型动作的目标愈窄化，编译器愈能诊断出错误的运用。
尽量少使用转型操作，尤其是dynamic_cast，耗时较高，会导致性能的下降，尽量使用其他方法替代。