C++中四種強制類型轉換區別詳解

　C++即支持C風格的類型轉換，又有本身風格的類型轉換。C風格的轉換格式很簡單，可是有很多缺點的：

　　1.轉換太過隨意，能夠在任意類型之間轉換。你能夠把一個指向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很是巨大的，可是傳統的C語言風格的類型轉換沒有區分這些。

　　2.C風格的轉換沒有統一的關鍵字和標示符。對於大型系統，作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.對類型轉換作了細分，提供了四種不一樣類型轉換，以支持不一樣需求的轉換；2.類型轉換有了統一的標示符，利於代碼排查和檢視。下面分別來介紹這四種轉換:static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpre_cast.

1、static_cast轉換

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

　　2.使用場景：

　　a、用於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）因爲沒有動態類型檢查，因此是不安全的。

　　b、用於基本數據類型之間的轉換，如把int轉換爲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爲void類型

　　3.使用特色

　　a、主要執行非多態的轉換操做，用於代替C中一般的轉換操做

　　b、隱式轉換都建議使用static_cast進行標明和替換

2、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.使用特色：

　　a、基類必需要有虛函數，由於dynamic_cast是運行時類型檢查，須要運行時類型信息，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，纔會有虛函數表（若是一個類沒有虛函數，那麼通常意義上，這個類的設計者也不想它成爲一個基類）。

　　b、對於下行轉換，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，可能形成踩內存，非法訪問等各類問題）

　　c、dynamic_cast還能夠進行交叉轉換

3、const_cast轉換

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

　　2.使用場景：

　　a、常量指針轉換爲很是量指針，而且仍然指向原來的對象

　　b、常量引用被轉換爲很是量引用，而且仍然指向原來的對象

　　3.使用特色：

　　a、cosnt_cast是四種類型轉換符中惟一能夠對常量進行操做的轉換符

　　b、去除常量性是一個危險的動做，儘可能避免使用。一個特定的場景是：類經過const提供重載時，通常都是很是量函數調用const_cast<const T>將參數轉換爲常量，而後調用常量函數，而後獲得結果再調用const_cast <T>去除常量性。

4、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，高危操做

　　3.使用特色：　　

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

　　b、reinterpret_cast能夠將整型轉換爲指針，也能夠把指針轉換爲數組

　　c、reinterpret_cast能夠在指針和引用裏進行肆無忌憚的轉換

5、各類轉換之間的比較

　　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，可是危險操做，譬如說調用drvPtrA->_d會形成不可預知的後果*/
    Derived *drvPtrA = static_cast<Derived *>(&base);
    
    drvPtrA->_d = 4;
    drvPtrA->_e = 5;
    /*2.輸出:tempA爲5，tempB爲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，沒法查看運行時信息，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，可是不安全，上例中就示範了一個踩內存的例子。相比之下由於dynamic_cast能夠查看運行時信息，上例若是Base含有虛函數，那麼drvPtrB就是一個空指針（這可比踩內存什麼的好多了），不能操做Derived中_d的數據從而保證安全性，因此應該優先使用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，編譯經過,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，可是它在轉換時，仍是會進行必要的檢測（諸如指針越界計算，類型檢查）。reinterpret_cast徹底是肆無忌憚，直接從二進制開始從新映射解釋，是極度不安全的，再次提醒，不到萬不得已，不要使用。