前言
- C风格的强制类型转换很简单，都可以使用
Type b = (Type)a形式转换。但这种方式存在一些缺点，比如信息丢失或精度损失，代码可读性的下降等。 - 因此C++提供了四种类型转换符来应对不同场合。分别是
static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、const_cast。
四种类型比较
| 类型转换符 | 用途 | 特点 |
|---|---|---|
| static_cast | 用于相关类型之间的转换 如基本数据类型之间的转换 派生类指针或引用转为基类指针或引用（上行转换）（总是安全的） 基类指针或引用转为派生类指针或引用（下行转换）（结果可能未定义） | 编译时检查类型兼容性 适用于相关类型之间的转换 |
| dynamic_cast | 主要用于基类和派生类之间的转换，会进行类型检查， 因此上行转换和上行转换都是安全的 | 运行时检查类型兼容性 适用于多态对象之间的转换 |
| reinterpret_cast | 主要用于指针或引用类型之间的转换 指针与整型数据之间的转换 | 不进行类型检查，只是简单地重新解释数据的二进制表示 高风险，容易导致未定义行为 |
| const_cast | 用于添加或移除变量的 const 或 volatile 属性 | 用于添加或移除 const 或 volatile 属性 不影响其他类型属性 |
四种类型详细介绍
static_cast
- 静态类型转换，类似C风格的强制转换。
- 可以进行基本数据类型的转换，
enum、struct、int、char、float、long等。-
int data = 10010;char cData = static_cast<char>(data);
-
- 不能转换指针类型，但是可以将指针与
void*进行互转。-
int data = 10010;int *pData = &data;long *plData = static_cast<long*>(pData); // 不允许转换 -
int data = 10010;int *pData = &data;void *pvData = static_cast<void*>(pData); // 可以转换long *plData = static_cast<long*>(pvData); // 可以转换
-
- 不能用于两个不相关类型的转换，比如将
int*转为int。-
int data = 10010;int *p1 = &data;int num = static_cast<int>(p1); //不允许转换
-
- 从派生类指针或引用转换为基类指针或引用（上行转换）时，
static_cast总是安全的。-
class Animal {public:virtual void cry() {std::cout << "Animal cry..." << std::endl;}virtual ~Animal() {}};class Dog :public Animal {public:void cry() override {std::cout << "Dog cry..." << std::endl;}void print() {std::cout << "I am dog" << std::endl;}};int main() {Dog* pDog = new Dog;// 子类转为父类是安全的Animal* pAnimal = static_cast<Animal*>(pDog);// 调用子类的cry方法pAnimal->cry();return 0;}
-
- 从基类指针或引用转换为派生类指针或引用（下行转换）时，
static_cast可以工作，但前提是必须确保基类指针实际上指向的是派生类对象。否则，结果将是未定义的。-
class Animal {public:virtual void cry() {std::cout << "Animal cry..." << std::endl;}virtual ~Animal() {}};class Dog :public Animal {public:void cry() override {std::cout << "Dog cry..." << std::endl;}};class Cat :public Animal {public:void cry() override {std::cout << "Cat cry..." << std::endl;}};int main() {Animal* pAnimal = new Dog;Dog* pDog = static_cast<Dog*>(pAnimal);pDog->cry(); // 这里调用Dog的方法，是正常的Cat* pCat = static_cast<Cat*>(pAnimal);pCat->cry(); // 这里仍然调用Dog的方法，是不正确的return 0;}
-
dynamic_cast
- 动态类型转换。是一种运行时类型检查的强制类型转换操作符，主要用于处理基类与派生类之间的转换。
- 如果是指针类型转换失败，会返回空，如果是引用类型转换失败，会抛出一个
bad_cast异常。 - 从派生类指针或引用转换为基类指针或引用（上行转换）。
-
class Animal {public:virtual void cry() {std::cout << "Animal cry..." << std::endl;}virtual ~Animal() {}};class Dog :public Animal {public:void cry() override {std::cout << "Dog cry..." << std::endl;}void print() {std::cout << "I am dog" << std::endl;}};int main() {Dog* pDog = new Dog;// 子类转为父类Animal* pAnimal = dynamic_cast<Animal*>(pDog);// 调用子类的cry方法pAnimal->cry();return 0;}
-
- 从基类指针或引用转换为派生类指针或引用（下行转换）。
-
class Animal {public:virtual void cry() {std::cout << "Animal cry..." << std::endl;}virtual ~Animal() {}};class Dog :public Animal {public:void cry() override {std::cout << "Dog cry..." << std::endl;}};class Cat :public Animal {public:void cry() override {std::cout << "Cat cry..." << std::endl;}};int main() {Animal* pAnimal = new Dog;// 父类转为子类, 会进行类型检查// 这里会转换成功Dog* pDog = dynamic_cast<Dog*>(pAnimal);if (pDog == NULL) {std::cout << "pDog is null" << std::endl;return -1;}pDog->cry(); Cat* pCat = dynamic_cast<Cat*>(pAnimal);// 这里会转换失败if (pCat == NULL) {std::cout << "pCat is null" << std::endl;return -1;}pCat->cry();return 0;}
-
const_cast
- 主要用于去除const属性。直接看一个示例
-
int main() {int data = 10010;const int* pcData = &data;// 这样是无法修改的 //*pcData = 10020;// 可转为int*修改int* pData = const_cast<int*>(pcData);*pData = 10020;// 打印结果都为10020std::cout << "data: " << data << std::endl;std::cout << "*pcData: " << *pcData << std::endl;std::cout << "*pData: " << *pData << std::endl;return 0;}
-
reinterpret_cast
- 主要用于指针类型或者引用类型之间的转换。
- 将一个指针类型转为另一个指针类型
-
int data = 10010;int *pData = &data;char *pCh = reinterpret_cast<char*>(pData);
-
- 将一个引用类型转为另一个引用类型
-
int iData = 10010;int &pData = iData;char &cData = reinterpret_cast<char&>(pData);
-
- 指针与整型数据之间的转换。
-
int iData = 10010;char cData = 10;long long lData = 678290;// 结果可能未定义char *pCh = reinterpret_cast<char*>(iData);pCh = reinterpret_cast<char*>(cData);pCh = reinterpret_cast<char*>(lData);
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- 不允许进行基本类型的转换
-
int iData = 10010;// 不允许char cData = reinterpret_cast<char>(iData);
-
- 注意事项
- 使用
reinterpret_cast进行不合适的转换可能会导致未定义行为。 reinterpret_cast的行为可能依赖于具体的硬件和编译器实现。因此，使用reinterpret_cast编写的代码可能不具备良好的可移植性。- 尽量避免使用
reinterpret_cast，除非确实需要低级别的控制。大多数情况下，使用static_cast或dynamic_cast更为安全和合适。 reinterpret_cast不提供任何类型的检查，因此使用时必须确保转换是合理的。
- 使用
)
