基於c++強制類型轉換的(總結)詳解

什麼是類型轉換？　　

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

C與C++的類型轉換

C中：

複製代碼 代碼如下:(T)element 或者 T（element）

c++中：複製代碼 代碼如下:reinterpret_cast<T*> (expression)
dynamic_cast<T*> (expression)
static_cast<T*> (expression)
const_cast<T*> (expression)

C++的四種強制轉型形式每一種適用於特定的目的：

　　 ·dynamic_cast 主要用於執行“安全的向下轉型（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格文法執行的強制轉型，也是唯一可能有重大運行時代價的強制轉型。

·static_cast 可以被用於強制隱型轉換（例如，non-const 對象轉型為 const 對象，int 轉型為 double，等等），它還可以用於很多這樣的轉換的反向轉換（例如，void* 指標轉型為有類型指標，基類指標轉型為衍生類別指標），但是它不能將一個 const 對象轉型為 non-const 對象（只有 const_cast 能做到），它最接近於C-style的轉換。

　 ·const_cast 一般用於強制消除對象的常量性。它是唯一能做到這一點的 C++ 風格的強制轉型。

　　·reinterpret_cast 是特意用於底層的強制轉型，導致實現依賴（implementation-dependent）（就是說，不可移植）的結果，例如，將一個指標轉型為一個整數。這樣的強制轉型在底層代碼以外應該極為罕見。

通俗的解釋：

dynamic_cast	通常在基類和衍生類別之間轉換時使用
static_cast	一般的轉換，如果你不知道該用哪個，就用這
const_cast	主要針對const和volatile的轉換
reinterpret_cast	用於進行沒有任何關聯之間的轉換，比如一個字元指標轉換為一個整形數

具體分析：

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必須是指標、引用、算術類型或枚舉類型。
• 　　運算式static_cast<T*>(a), a的值轉換為模板中指定的類型T。
• 　　在運行時轉換過程中，不進行類型檢查來確保轉換的安全性。
• 　　static_cast它能在內建的資料類型間互相轉換，對於類只能在有聯絡的指標類型間進行轉換。可以在繼承體系中把指標轉換來、轉換去，但是不能轉換成繼承體系外的一種類型

複製代碼 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的指標
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

• 　　完成類階層中的提升。T必須是一個指標、引用或無類型的指標。a必須是決定一個指標或引用的運算式。
• 　　dynamic_cast 僅能應用於指標或者引用，不支援內建資料類型
• 　　運算式dynamic_cast<T*>(a) 將a值轉換為類型為T的對象指標。如果類型T不是a的某個基底類型，該操作將返回一個null 指標。
• 　　它不僅僅像static_cast那樣，檢查轉換前後的兩個指標是否屬於同一個繼承樹，它還要檢查被指標引用的對象的實際類型，確定轉換是否可行。
• 　　如果可以，它返回一個新指標，甚至計算出為處理多繼承的需要的必要的位移量。如果這兩個指標間不能轉換，轉換就會失敗，此時返回null 指標（NULL）。
• 　　很明顯，為了讓dynamic_cast能正常工作，必須讓編譯器支援運行期類型資訊（RTTI）。

複製代碼 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或不穩定的變址數，T和a必須是相同的類型。
• 運算式const_cast<T*>(a)被用於從一個類中去除以下這些屬性：const, volatile, 和 __unaligned。
• 對於本身定義時為const的類型，即使你去掉const性，在你操作這片內容時候也要小心，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換。相反，它僅僅把一個它作用的運算式轉換成常量。它可以使一個本來不是const類型的資料轉換成const類型的，或者把const屬性去掉。

複製代碼 代碼如下:class A { ... };
void f()
{
const A *pa = new A;//const對象
A *pb;//非const對象
//pb = pa; // 這裡將出錯，不能將const對象指標賦值給非const對象
pb = const_cast<A*>(pa); // 現在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依然不允許這麼做。

4）reinterpret_cast<T*>(a)編譯器在編譯期處理

• 任何指標都可以轉換成其它類型的指標，T必須是一個指標、引用、算術類型、指向函數的指標或指向一個類成員的指標。
• 運算式reinterpret_cast<T*>(a)能夠用於諸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等類似這樣的轉換，因此可能是不安全的。

複製代碼 代碼如下:class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
A* pa = new A;
void* pv = reinterpret_cast<A*>(pa);
// pv 現在指向了一個類型為B的對象，這可能是不安全的
...
}