C++中4種強制類型轉換的區(qū)別詳析

更新時間：2021年03月05日 14:18:45 作者：制造天堂

這篇文章主要給大家介紹了關于C++中4種強制類型轉換區(qū)別的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

前言

C++即支持C風格的類型轉換，又有自己風格的類型轉換。C風格的轉換格式很簡單，但是有不少缺點的：

　　1.轉換太過隨意，可以在任意類型之間轉換。你可以把一個指向const對象的指針轉換成指向非const對象的指針，把一個指向基類對象的指針轉換成一個派生類對象的指針，這些轉換之間的差距是非常巨大的，但是傳統(tǒng)的C語言風格的類型轉換沒有區(qū)分這些。

　　2.C風格的轉換沒有統(tǒng)一的關鍵字和標示符。對于大型系統(tǒng)，做代碼排查時容易遺漏和忽略。

　　C++風格完美的解決了上面兩個問題。1.對類型轉換做了細分，提供了四種不同類型轉換，以支持不同需求的轉換；2.類型轉換有了統(tǒng)一的標示符，利于代碼排查和檢視。下面分別來介紹這四種轉換:static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpre_cast.

一、static_cast轉換

　　1.基本用法：static_cast<type-id> expression

　　2.使用場景：

　　a、用于類層次結構中基類和派生類之間指針或引用的轉換

　　上行轉換（派生類---->基類）是安全的；

　　下行轉換（基類---->派生類）由于沒有動態(tài)類型檢查，所以是不安全的。

　　b、用于基本數據類型之間的轉換，如把int轉換為char，這種帶來安全性問題由程序員來保證

　　c、把空指針轉換成目標類型的空指針

　　d、把任何類型的表達式轉為void類型

　　3.使用特點

　　a、主要執(zhí)行非多態(tài)的轉換操作，用于代替C中通常的轉換操作

　　b、隱式轉換都建議使用static_cast進行標明和替換

二、dynamic_cast轉換

　　1.基本用法：dynamic_cast<type-id> expression

　　2.使用場景：只有在派生類之間轉換時才使用dynamic_cast，type-id必須是類指針，類引用或者void*。

　　3.使用特點：

　　a、基類必須要有虛函數，因為dynamic_cast是運行時類型檢查，需要運行時類型信息，而這個信息是存儲在類的虛函數表中，只有一個類定義了虛函數，才會有虛函數表（如果一個類沒有虛函數，那么一般意義上，這個類的設計者也不想它成為一個基類）。

　　b、對于下行轉換，dynamic_cast是安全的（當類型不一致時，轉換過來的是空指針），而static_cast是不安全的（當類型不一致時，轉換過來的是錯誤意義的指針，可能造成踩內存，非法訪問等各種問題）

　　c、dynamic_cast還可以進行交叉轉換

三、const_cast轉換

　　1.基本用法：const_cast<type-id>expression

　　2.使用場景：

　　a、常量指針轉換為非常量指針，并且仍然指向原來的對象

　　b、常量引用被轉換為非常量引用，并且仍然指向原來的對象

　　3.使用特點：

　　a、cosnt_cast是四種類型轉換符中唯一可以對常量進行操作的轉換符

　　b、去除常量性是一個危險的動作，盡量避免使用。一個特定的場景是：類通過const提供重載時，一般都是非常量函數調用const_cast<const T>將參數轉換為常量，然后調用常量函數，然后得到結果再調用const_cast <T>去除常量性。

四、reinterpret_cast轉換

　　1.基本用法:reinterpret_cast<type-id>expression

　　2.使用場景：不到萬不得已，不用使用這個轉換符，高危操作

　　3.使用特點：　　

　　a、reinterpret_cast是從底層對數據進行重新解釋，依賴具體的平臺，可移植性差

　　b、reinterpret_cast可以將整型轉換為指針，也可以把指針轉換為數組

　　c、reinterpret_cast可以在指針和引用里進行肆無忌憚的轉換

五、各種轉換之間的比較

　　1.static_cast和dynamic_cast

class Base
{
 public:
 Base(int c = 2):_c(c){}
 public:
 int _c;
};
class Derived:public Base
{
 public:
 int _d;
 int _e;
};
int main(void)
{
 int tempA = 2;
 int tempB = 3;
 Base base;
 
 /*1.無編譯告警，但是危險操作，譬如說調用drvPtrA->_d會造成不可預知的后果*/
 Derived *drvPtrA = static_cast<Derived *>(&base);
 
 drvPtrA->_d = 4;
 drvPtrA->_e = 5;
 /*2.輸出:tempA為5，tempB為4,踩內存了（機器信息：32位ubuntu，編譯器clang++）*/
 cout<<tempA<<endl;
 cout<<tempB<<endl;
 
 /*3.Base中沒有虛函數，無法查看運行時信息，編譯不過*/
 Derived *drvPtrB = dynamic_cast<Derived *>(base);

 return 0;
}

　　在基類派生類互相轉換時，雖然static_cast是在編譯期完成，效率更高，但是不安全，上例中就示范了一個踩內存的例子。相比之下因為dynamic_cast可以查看運行時信息，上例如果Base含有虛函數，那么drvPtrB就是一個空指針（這可比踩內存什么的好多了），不能操作Derived中_d的數據從而保證安全性，所以應該優(yōu)先使用dynamic_cast。

　　2.static_cast和reinterpret_cast

class BaseA
{
 public:
 BaseA(int c = 2):_c(c){}
 int _c;
};
class BaseB
{
 public:
 BaseB(int d = 3):_d(d){}
 int _d;
};
int main(void)
{
 BaseA baseA;
 /*1.編譯不過*/
 BaseB *baseB = static_cast<BaseB *>(&baseA);
 /*2.無任何編譯告警，編譯通過,正常運行*/
 BaseB *baseC = reinterpret_cast<BaseB *>(&baseA);
 cout<<baseC->_d<<endl;

 return 0;
}

　　static_cast雖然也不是一種絕對安全的轉換，但是它在轉換時，還是會進行必要的檢測（諸如指針越界計算，類型檢查）。reinterpret_cast完全是肆無忌憚，直接從二進制開始重新映射解釋，是極度不安全的，再次提醒，不到萬不得已，不要使用。