c++強制類型轉換：dynamic_cast、const_cast 、static_cast、reinterpret_cast

 

1、介紹

dynamic_cast:   一般在基類和派生類之間轉換時使用
const_cast:   主要針對const和volatile的轉換
static_cast:   通常的轉換(no run-time check)一般，若是你不知道該用哪一個，就用這個。   
reinterpret_cast:   用於進行沒有任何關聯之間的轉換，好比一個字符指針轉換爲一個整形數。

1）static_cast<T*>(a)
編譯器在編譯期處理
將地址a轉換成類型T，T和a必須是指針、引用、算術類型或枚舉類型。
表達式static_cast<T*>(a), a的值轉換爲模板中指定的類型T。在運行時轉換過程當中，不進行類型檢查來確保轉換的安全性。
static_cast它能在內置的數據類型間互相轉換，對於類只能在有聯繫的指針類型間進行轉換。能夠在繼承體系中把指針轉換來、轉換去，可是不能轉換成繼承體系外的一種類型

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沒有繼承關係
   ...
}

2）dynamic_cast<T*>(a)
在運行期，會檢查這個轉換是否可能。
完成類層次結構中的提高。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式。
dynamic_cast 僅能應用於指針或者引用，不支持內置數據類型
表達式dynamic_cast<T*>(a) 將a值轉換爲類型爲T的對象指針。若是類型T不是a的某個基類型，該操做將返回一個空指針。
它不只僅像static_cast那樣，檢查轉換先後的兩個指針是否屬於同一個繼承樹，它還要檢查被指針引用的對象的實際類型，肯定轉換是否可行。
若是能夠，它返回一個新指針，甚至計算出爲處理多繼承的須要的必要的偏移量。若是這兩個指針間不能轉換，轉換就會失敗，此時返回空指針（NULL）。
很明顯，爲了讓dynamic_cast能正常工做，必須讓編譯器支持運行期類型信息（RTTI）。

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或不穩定的變址數，T和a必須是相同的類型。
表達式const_cast<T*>(a)被用於從一個類中去除如下這些屬性：const, volatile, 和 __unaligned。

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

對於自己定義時爲const的類型，即便你去掉const性，在你操做這片內容時候也要當心，只能r不能w操做，不然仍是會出錯：

const char* p = "123"; 
char* c = const_cast<char*>(p); 
c[0] = 1;   //表面上經過編譯去掉了const性，可是操做其地址時系統依然不容許這麼作。

const_cast操做不能在不一樣的種類間轉換。相反，它僅僅把一個它做用的表達式轉換成常量。它可使一個原本不是const類型的數據轉換成const類型的，或者把const屬性去掉。
儘可能不要使用const_cast,若是發現調用本身的函數，居然使用了const_cast，那就趕忙打住，從新考慮一下設計吧。

4）reinterpret_cast<T*>(a)
編譯器在編譯期處理
任何指針均可以轉換成其它類型的指針，T必須是一個指針、引用、算術類型、指向函數的指針或指向一個類成員的指針。
表達式reinterpret_cast<T*>(a)可以用於諸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等相似這樣的轉換，所以多是不安全的。

class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
    A* pa = new A;
    void* pv = reinterpret_cast<B*>(pa);
    // pv 如今指向了一個類型爲B的對象，這多是不安全的
    ...
}

使用reinterpret_cast 的場合很少，僅在很是必要的情形下，其餘類型的強制轉換不能知足要求時才使用。

二 、static_cast  vs reinterpret_cast 

reinterpret_cast是爲了映射到一個徹底不一樣類型的意思，這個關鍵詞在咱們須要把類型映射回原有類型時用到它。咱們映射到的類型僅僅是爲了故弄玄虛和其餘目的，這是全部映射中最危險的。(這句話是C++編程思想中的原話) 
static_cast 和 reinterpret_cast 操做符修改了操做數類型。它們不是互逆的； 
static_cast 在編譯時使用類型信息執行轉換，在轉換執行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操做數相對是安全的。
另外一方面；reinterpret_cast是C++裏的強制類型轉換符,操做符修改了操做數類型,但僅僅是從新解釋了給出的對象的比特模型而沒有進行二進制轉換。
例子以下：

int n=9; 
double d=static_cast < double > (n); 

上面的例子中, 咱們將一個變量從 int 轉換到 double。這些類型的二進制表達式是不一樣的。 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9，static_cast 須要正確地爲雙精度整數 d 補足比特位。其結果爲 9.0。
而reinterpret_cast 的行爲卻不一樣:

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

此次, 結果有所不一樣. 在進行計算之後, d 包含無用值. 這是由於 reinterpret_cast 僅僅是複製 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析. 
所以, 你須要謹慎使用 reinterpret_cast.
reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數指針類型之間進行轉換。
例如，假設你有一個函數指針數組：

typedefvoid(*FuncPtr)();//FuncPtr is一個指向函數的指針，該函數沒有參數,返回值類型爲void
FuncPtrfuncPtrArray[10];//funcPtrArray是一個能容納10個FuncPtrs指針的數組

讓咱們假設你但願（由於某些莫名其妙的緣由）把一個指向下面函數的指針存入funcPtrArray數組：

int doSomething();  

 你不能不通過類型轉換而直接去作，由於doSomething函數對於funcPtrArray數組來講有一個錯誤的類型。在FuncPtrArray數組裏的函數返回值是void類型，而doSomething函數返回值是int類型。

funcPtrArray[0] = &doSomething;//錯誤！類型不匹配  

  reinterpret_cast可讓你迫使編譯器以你的方法去看待它們：

funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);  

  轉換函數指針的代碼是不可移植的（C++不保證全部的函數指針都被用同樣的方法表示），在一些狀況下這樣的轉換會產生不正確的結果.