C++那些细节--static_cast,dynamic_cast,const_casst,reinterpret_cast

ゝ一纸荒年。 2022-08-02 14:43 137阅读 0赞

恩，这四个cast，之前一直没怎么搞懂，在使用类型转化时仍然经常使用C风格的转化，而且之前的一次笔试题竟然考的就是这道题，好吧，我强迫症又犯了，一定要彻底搞懂...

## 一.概述 ##

1.（typename）element：C风格的强制转化，貌似通吃，但是既然用了C++,还有分门别类的cast，是时候放弃这个了。

2. static\_cast<typename>(element)：通常转换，没有运行时的检测，在不知道用哪个的时候用这个就好了。

3. dynamic\_cast<typename>(element) ：动态转换，有运行时检测，通常在基类和派生类之间转换时使用。

4. const\_cast<typename>(element)：主要针对const和volatile的转换，去除const属性

5. reinterpret\_cast<typename>(element)：用于没有任何关联的类型转换，慎用

俗话说得好，实践是检验真理的唯一标准，要想清楚的知道每种转化会发生什么，最好的办法就是写个demo，而不是看别人的blog怎么写，自己就怎么说，这样印象不深刻，而且可能人云亦云，没有自己的想法。

## 二.static\_cast ##

关于static\_cast，最常用的一个转化，当我们不知道用哪个cast的时候，static\_cast是最好的选择。但是这个转换没有运行时类型检查保证转换的安全性。允许任意的隐式转换以及相反的转换动作。具体的转化功能如下：

1.基本数据类型之间的转化，如Int转化为char之类的

2.void\*类型的指针转化为其他类型的指针

3.其他类型的指针转化为void\*类型的指针

4.子类指针转化为父类指针（向上转型，安全，不写static\_cast也会发生隐式转换）

5.父类指针转化为子类指针（向下转型，不一定安全，如果调用子类特有字段属性会出错）

注意：

1.static\_cast不能转换掉const，volitale属性

2.在基本的类型或者上下转型时，被转化的对象和要转化成的对象要类型一致，如果在两个不相干的类型中转化，会编译出错。

好的，下面是针对这5点的一个例子：

// C++Test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    class CastTestBase
    {
    public:
    	CastTestBase(string n):name(n)
    	{
    
    	}
    
    	~CastTestBase()
    	{
    
    	}
    
    	void ShowBase()
    	{
    		cout<<"show base, name is : "<<name<<endl;
    	}
    private:
    	string name;
    };
    
    class CastTestChild : public CastTestBase
    {
    public:
    	CastTestChild(string n, string cn) : CastTestBase(n), childname(cn)
    	{
    
    	}
    
    	~CastTestChild()
    	{
    
    	}
    
    	void ShowChild()
    	{
    		cout<<"show child, name is: "<<childname<<endl;
    	}
    private:
    	string childname;
    };
    
    void TestFunc1(int* num)
    {
    	cout<<"num is "<<*num<<endl;
    }
    
    void TestFunc2(void* pointer)
    {
    	cout<<"num is "<<(*static_cast<int*>(pointer))<<endl;
    }
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	//static_cast转换内置数据类型
    	int a = 10;
    	char b = static_cast<char>(a);
    
    	//void*型指针转化为其他类型指针
    	void* pointer = new int(1);
    	TestFunc1(static_cast<int*>(pointer));
    
    	//其他任何类型指针转化为void*型指针
    	int* num = new int(2);
    	TestFunc2(num);
    
    	//子类指针转化为父类指针(安全，不写static_cast也可以执行隐式转换)
    	CastTestBase* basePointer = static_cast<CastTestBase*>(new CastTestChild("child", "child"));
    	basePointer->ShowBase();
    
    	//父类指针转化为子类指针（不一定安全，如果调用子类特有的内容会出错）
    	CastTestChild* childPointer = static_cast<CastTestChild*>(new CastTestBase("base"));
    	//childPointer->ShowChild();//这样会出错的,父类并没有childname字段。而如果只调用函数没有问题，使用字段会出现问题
    	childPointer->ShowBase();
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

结果：

num is 1  
num is 2  
show base, name is : child  
show base, name is : base  
请按任意键继续. . .

//childPointer->ShowChild();//这样会出错的,父类并没有childname字段。而如果只调用函数没有问题，使用字段会出现问题

这句如果运行，会有问题，即编译不会出错，不会检查类型转换的问题，在运行时直接崩掉。

## 三.dynamic\_cast ##

从字面上理解是动态转化，其实就是增加了运行时检查的机制，如果转化不对，在运行时会返回一个空指针，我们可以通过判断转化的结果是否为空来判断转化是否成功，而不会像static\_cast一样直接崩掉。不过，既然加了运行时检查，在运行时肯定会有性能的损失。

dynamic\_cast运用于下面的情况：

只能用于指针或者引用，主要用于执行带有安全检测的向上转型或者向下转型，不过向上转型可以有隐式转化，并且是安全的，所以主要是用于向下转型的检测。

1.基类有虚函数时，可以向上或者向下转型，在向下转型时可以判断转换是否能返回一个完整的对象，在运行时检测。如果有问题，返回一个空指针

2.基类没有虚函数时，只能进行向上转型，然而向上转型并不需要dynamic\_cast，隐式转化也可以，否则编译出错。

// C++Test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    class CastTestBase
    {
    public:
    	CastTestBase(string n):name(n)
    	{
    
    	}
    
    	~CastTestBase()
    	{
    
    	}
    
    	void ShowBase()
    	{
    		cout<<"show base in base, name is : "<<name<<endl;
    	}
    
    	virtual void ShowChild()
    	{
    		cout<<"show child in base"<<endl;
    	}
    private:
    	string name;
    };
    
    class CastTestChild : public CastTestBase
    {
    public:
    	CastTestChild(string n, string cn) : CastTestBase(n), childname(cn)
    	{
    
    	}
    
    	~CastTestChild()
    	{
    
    	}
    
    	virtual void ShowChild() override
    	{
    		cout<<"show child in child, name is: "<<childname<<endl;
    	}
    private:
    	string childname;
    };
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	//子类指针转化为父类指针(安全，不写static_cast也可以执行隐式转换)
    	CastTestBase* basePointer = dynamic_cast<CastTestBase*>(new CastTestChild("child", "child"));
    	basePointer->ShowBase();
    	basePointer->ShowChild();
    
    	//父类指针转化为子类指针（不一定安全，如果调用子类特有的内容会出错）
    	CastTestChild* childPointer = dynamic_cast<CastTestChild*>(new CastTestBase("base"));
    	if (childPointer)//dynamic_cast的返回值可能是NULL，切记！！！
    	{
    		childPointer->ShowBase();
    		childPointer->ShowChild();//这样会出错的,父类并没有childname字段。而如果只调用函数没有问题，使用字段会出现问题
    	}
    	else
    		cout<<"dynamic_cast failed!"<<endl;
    	
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

结果：

show base in base, name is : child  
show child in child, name is: child  
dynamic\_cast failed!  
请按任意键继续. . .

这里，由于和上面static\_cast一样的原因，showchilid本应该出错，但是在转化过程中，dynamic\_cast判断出了转化会出问题，所以直接返回了一个空指针，让我们可以根据这个进行处理，就避免了程序直接莫名的崩溃...

## 四.const\_cast ##

用于修改类型的const或者volatile属性，类型不会有变化，只是去掉前面的修饰符。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	const int a = 10;
    	//a = 20;不能修改常量
    	//int b = const_cast<int>(a);<>中的即要转化的对象必须是指针或者引用
    	int* b = const_cast<int*>(&a);
    	//int* b = &a;const int 类型的实体不能使用int*类型的指针指向
    	*b = 20;
    	cout<<*b<<endl;
    	
    	//int& c = a;非const引用不能引用const变量
    	int& c = const_cast<int&>(a);
    	c = 30;
    	cout<<c<<endl;
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

使用const\_cast时要注意，const\_cast并非直接修改变量，而是只能通过指针或者引用来去除const限定符，即 const\_cast的<>中只能接受引用或者指针类型的对象。不能直接放入数据类型。转换之后仍然指向或者引用原来的对象，但是常量对象被转化为非常量对象。

C++有const类型，就是让我们不改变变量的内容，但是还是提供了去除这一个限制的方法，可见C++的灵活！！！

##    五.reinpreter\_cast ##

这个最简单粗暴...甭管是啥，都能转。类型可以是指针，引用，基本数据类型，函数指针，或者成员指针。甚至可以将int转化为一个指针...这种转化根本不会检查转化的合理性，只是拷贝数据，强制转化。

这个东东还是慎用吧，如果他说什么都能干，感觉可能什么都干不好...还是术业有专攻的好...

参考链接：[http://m.blog.csdn.net/blog/pizi0475/46794631][http_m.blog.csdn.net_blog_pizi0475_46794631]

[http://blog.csdn.net/starryheavens/article/details/4617637][http_blog.csdn.net_starryheavens_article_details_4617637]

[http_m.blog.csdn.net_blog_pizi0475_46794631]: http://http//m.blog.csdn.net/blog/pizi0475/46794631
[http_blog.csdn.net_starryheavens_article_details_4617637]: http://http//blog.csdn.net/starryheavens/article/details/4617637