基于c++強制類型轉(zhuǎn)換的(總結(jié))詳解

更新時間：2013年05月06日 11:27:41 作者：

本篇文章對C++中的強制類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹。需要的朋友參考下

什么是類型轉(zhuǎn)換？　　

　　類型轉(zhuǎn)換的含義是通過改變一個變量的類型為別的類型從而改變該變量的表示方式。為了類型轉(zhuǎn)換一個簡單對象為另一個對象你會使用傳統(tǒng)的類型轉(zhuǎn)換操作符。

C與C++的類型轉(zhuǎn)換

C中：

復(fù)制代碼代碼如下:

(T)element 或者 T（element）

c++中：

復(fù)制代碼代碼如下:

reinterpret_cast<T*> (expression)
dynamic_cast<T*>     (expression)
static_cast<T*>      (expression)
const_cast<T*>       (expression)

C++的四種強制轉(zhuǎn)型形式每一種適用于特定的目的：

　　 ·dynamic_cast 主要用于執(zhí)行“安全的向下轉(zhuǎn)型（safe downcasting）”，也就是說，要確定一個對象是否是一個繼承體系中的一個特定類型。它是唯一不能用舊風(fēng)格語法執(zhí)行的強制轉(zhuǎn)型，也是唯一可能有重大運行時代價的強制轉(zhuǎn)型。

·static_cast 可以被用于強制隱型轉(zhuǎn)換（例如，non-const 對象轉(zhuǎn)型為 const 對象，int 轉(zhuǎn)型為 double，等等），它還可以用于很多這樣的轉(zhuǎn)換的反向轉(zhuǎn)換（例如，void* 指針轉(zhuǎn)型為有類型指針，基類指針轉(zhuǎn)型為派生類指針），但是它不能將一個 const 對象轉(zhuǎn)型為 non-const 對象（只有 const_cast 能做到），它最接近于C-style的轉(zhuǎn)換。

　 ·const_cast 一般用于強制消除對象的常量性。它是唯一能做到這一點的 C++ 風(fēng)格的強制轉(zhuǎn)型。

　　·reinterpret_cast 是特意用于底層的強制轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致實現(xiàn)依賴（implementation-dependent）（就是說，不可移植）的結(jié)果，例如，將一個指針轉(zhuǎn)型為一個整數(shù)。這樣的強制轉(zhuǎn)型在底層代碼以外應(yīng)該極為罕見。

通俗的解釋：

dynamic_cast	通常在基類和派生類之間轉(zhuǎn)換時使用
static_cast	一般的轉(zhuǎn)換，如果你不知道該用哪個，就用這
const_cast	主要針對const和volatile的轉(zhuǎn)換
reinterpret_cast	用于進(jìn)行沒有任何關(guān)聯(lián)之間的轉(zhuǎn)換，比如一個字符指針轉(zhuǎn)換為一個整形數(shù)

具體分析：

1）static_cast<T*>(a) 編譯器在編譯期處理

　　將地址a轉(zhuǎn)換成類型T，T和a必須是指針、引用、算術(shù)類型或枚舉類型。
　　表達(dá)式static_cast<T*>(a), a的值轉(zhuǎn)換為模板中指定的類型T。
　　在運行時轉(zhuǎn)換過程中，不進(jìn)行類型檢查來確保轉(zhuǎn)換的安全性。
　　static_cast它能在內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型間互相轉(zhuǎn)換，對于類只能在有聯(lián)系的指針類型間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。可以在繼承體系中把指針轉(zhuǎn)換來、轉(zhuǎn)換去，但是不能轉(zhuǎn)換成繼承體系外的一種類型

復(fù)制代碼代碼如下:

class A { ... };
class B { ... };
class D : public B { ... };
void f(B* pb, D* pd)
{
    D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針
    B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的
    A* pa2 = static_cast<A*>(pb);        //錯誤A與B沒有繼承關(guān)系
    ...
}

2）dynamic_cast<T*>(a) 在運行期，會檢查這個轉(zhuǎn)換是否可能

　　完成類層次結(jié)構(gòu)中的提升。T必須是一個指針、引用或無類型的指針。a必須是決定一個指針或引用的表達(dá)式。
　　dynamic_cast 僅能應(yīng)用于指針或者引用，不支持內(nèi)置數(shù)據(jù)類型
　　表達(dá)式dynamic_cast<T*>(a) 將a值轉(zhuǎn)換為類型為T的對象指針。如果類型T不是a的某個基類型，該操作將返回一個空指針。
　　它不僅僅像static_cast那樣，檢查轉(zhuǎn)換前后的兩個指針是否屬于同一個繼承樹，它還要檢查被指針引用的對象的實際類型，確定轉(zhuǎn)換是否可行。
　　如果可以，它返回一個新指針，甚至計算出為處理多繼承的需要的必要的偏移量。如果這兩個指針間不能轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換就會失敗，此時返回空指針（NULL）。
　　很明顯，為了讓dynamic_cast能正常工作，必須讓編譯器支持運行期類型信息（RTTI）。

復(fù)制代碼代碼如下:

class Base { virtual dummy() {} };
class Derived : public Base {};

Base* b1 = new Derived;
Base* b2 = new Base;

Derived* d1 = dynamic_cast<Derived *>(b1); // succeeds
Derived* d2 = dynamic_cast<Derived *>(b2); // fails: returns 'NULL'

3）const_cast<T*>(a)編譯器在編譯期處理

去掉類型中的常量，除了const或不穩(wěn)定的變址數(shù)，T和a必須是相同的類型。
表達(dá)式const_cast<T*>(a)被用于從一個類中去除以下這些屬性：const, volatile, 和 __unaligned。
對于本身定義時為const的類型，即使你去掉const性，在你操作這片內(nèi)容時候也要小心，只能r不能w操作，否則還是會出錯
const_cast操作不能在不同的種類間轉(zhuǎn)換。相反，它僅僅把一個它作用的表達(dá)式轉(zhuǎn)換成常量。它可以使一個本來不是const類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成const類型的，或者把const屬性去掉。

復(fù)制代碼代碼如下:

class A { ... };
void f()
{
    const A *pa = new A;//const對象
    A *pb;//非const對象
    //pb = pa; // 這里將出錯，不能將const對象指針賦值給非const對象
    pb = const_cast<A*>(pa); // 現(xiàn)在OK了
    ...
}

const char* p = "123";
char* c = const_cast<char*>(p);
c[0] = 1; //表面上通過編譯去掉了const性，但是操作其地址時系統(tǒng)依然不允許這么做。

4）reinterpret_cast<T*>(a)編譯器在編譯期處理

任何指針都可以轉(zhuǎn)換成其它類型的指針，T必須是一個指針、引用、算術(shù)類型、指向函數(shù)的指針或指向一個類成員的指針。
表達(dá)式reinterpret_cast<T*>(a)能夠用于諸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等類似這樣的轉(zhuǎn)換，因此可能是不安全的。

復(fù)制代碼代碼如下:

class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
    A* pa = new A;
    void* pv = reinterpret_cast<A*>(pa);
    // pv 現(xiàn)在指向了一個類型為B的對象，這可能是不安全的
    ...
}

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