static_cast, dynamic_cast和reinterpret_cast的區別和應用

其實不僅僅是一個轉載，還是一個融合

今天的一個考題為：#include <iostream>
using namespace std;

class BClass
{
public:
    BClass(){};
    virtual ~BClass(){};
    virtual void OutPut(int i){cout<<"BClass::ouput is "<<i<<endl;}

};
class son1:public BClass
{
public:
    son1(){};
    ~son1(){};
    void OutPut(int i){cout<<"son1::ouput is "<<i<<endl;}

    void OutPut2(){cout<<"son1::ouput2 "<<endl;}
};
class son2:public BClass
{
public:
    son2(){};
    ~son2(){};
    void OutPut(int i){cout<<"son2::ouput is "<<i<<endl;}

    void OutPut2(){cout<<"son2::ouput2 "<<endl;}
};

int main()
{
    //BClass b;

    BClass *b=new son2();
    //b->OutPut(1);
    son1* s1=static_cast<son1*>(b);//static_cast只是在靜態時進行類型檢查，可以通過　
        //son1* s1=(son1*)(b);
    
         if (s1)
         {
            s1->OutPut(1);
            s1->OutPut2();
    
         }

        s1=dynamic_cast<son1*>(b);//此時這裡為空白，運行時會檢查到b其實是son2的，所以不會通過
         if (s1)
         {
            s1->OutPut(2);
            s1->OutPut2();
    
         }
}

以下是原因的尋找過程－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

來自於：http://yvqvan.blog.163.com/blog/static/2541510320092278162981/

使用標準C++的類型轉換符：static_cast、dynamic_cast、reinterdivt_cast、和const_cast。

3.1
static_cast
用法：static_cast < type-id > ( exdivssion )

該運算子把exdivssion轉換為type-id類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法：
①用於類階層中基類和子類之間指標或引用的轉換。
　　進行上行轉換（把子類的指標或引用轉換成基類表示）是安全的；
　　進行下行轉換（把基類指標或引用轉換成子類表示）時，由於沒有動態類型檢查，所以是不安全的。
②用於基礎資料型別 (Elementary Data Type)之間的轉換，如把int轉換成char，把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。
③把null 指標轉換成目標類型的null 指標。
④把任何類型的運算式轉換成void類型。

注意：static_cast不能轉換掉exdivssion的const、volitale、或者__unaligned屬性。

3.2 dynamic_cast
用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )
該運算子把exdivssion轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指標、類的引用或者void *；
如果type-id是類指標類型，那麼exdivssion也必須是一個指標，如果type-id是一個引用，那麼exdivssion也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用於類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用於類之間的交叉轉換。
在類層次間進行上行轉換時，

dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；
在進行下行轉換時，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。
class B{
public:
int m_iNum;
virtual void foo();
};

class D:public B{
public:
char *m_szName[100];
};

void func(B *pb){
D *pd1 = static_cast<D *>(pb);
D *pd2 = dynamic_cast<D *>((pb);
}

在上面的程式碼片段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，並且對這兩個指標執行D類型的任何操作都是安全的；
但是，如果pb指向的是一個B類型的對象，那麼pd1將是一個指向該對象的指標，對它進行D類型的操作將是不安全的（如訪問m_szName），
而pd2將是一個null 指標。

另外要注意：B要有虛函數，否則會編譯出錯；static_cast則沒有這個限制。
這是由於運行時類型檢查需要運行時類型資訊，而這個資訊儲存在類的虛函數表（
關於虛函數表的概念，詳細可見）中，只有定義了虛函數的類才有虛函數表，
沒有定義虛函數的類是沒有虛函數表的。

另外，dynamic_cast還支援交叉轉換（cross cast）。如下代碼所示。
class A{
public:
int m_iNum;
virtual void f(){}
};

class B:public A{
};

class D:public A{
};

void foo(){
B *pb = new B;
pb->m_iNum = 100;

D *pd1 = static_cast<D *>((pb); //compile error
D *pd2 = dynamic_cast<D *>((pb); //pd2 is NULL
delete pb;
}

在函數foo中，使用static_cast進行轉換是不被允許的，

將在編譯時間出錯；而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的，結果是null 指標。

3.3 reindivter_cast
用法：reindivter_cast < type-id >(exdivssion)
type-id必須是一個指標、引用、算術類型、函數指標或者成員指標。
它可以把一個指標轉換成一個整數，也可以把一個整數轉換成一個指標（先把一個指標轉換成一個整數，
在把該整數轉換成原類型的指標，還可以得到原先的指標值）。

該運算子的用法比較多。

3.4 const_cast
用法：const_cast< type-id > (exdivssion)
該運算子用來修改類型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和exdivssion的類型是一樣的。
常量指標被轉化成非常量指標，並且仍然指向原來的對象；
常量引用被轉換成非常量引用，並且仍然指向原來的對象；常量對象被轉換成非常量對象。

Voiatile和const類試。舉如下一例：
class B{
public:
int m_iNum;
}
void foo(){
const B b1;
b1.m_iNum = 100; //comile error
B b2 = const_cast<B>((b1);
b2. m_iNum = 200; //fine
}
上面的代碼編譯時間會報錯，因為b1是一個常量對象，不能對它進行改變；
使用const_cast把它轉換成一個常量對象，就可以對它的資料成員任意改變。注意：b1和b2是兩個不同的對象。

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以下來自於：http://hi.baidu.com/yueyuwangzi/blog/item/49dd8bcf568de5f052664f0a.html

C 風格（C-style）強制轉型如下：

(T) exdivssion // cast exdivssion to be of type T

函數風格（Function-style）強制轉型使用這樣的文法：

T(exdivssion) // cast exdivssion to be of type T

這兩種形式之間沒有本質上的不同，它純粹就是一個把括弧放在哪的問題。我把這兩種形式稱為舊風格（old-style）的強制轉型。

使用標準C++的類型轉換符：static_cast、dynamic_cast、reinterdivt_cast、和const_cast。

3.1 static_cast

用法：static_cast < type-id > ( exdivssion )

該運算子把exdivssion轉換為type-id類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法：

①用於類階層中基類和子類之間指標或引用的轉換。

　　進行上行轉換（把子類的指標或引用轉換成基類表示）是安全的；

　　進行下行轉換（把基類指標或引用轉換成子類表示）時，由於沒有動態類型檢查，所以是不安全的。

②用於基礎資料型別 (Elementary Data Type)之間的轉換，如把int轉換成char，把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。

③把null 指標轉換成目標類型的null 指標。

④把任何類型的運算式轉換成void類型。

在應用多態編程時，當我們無法確定傳過來的對象的實際類型時使用dynamic_cast，如果能保證對象的實際類型，用static_cast就可以了。至於reinterpret_cast，我很喜歡，很象c語言那樣的暴力轉換：）

dynamic_cast:動態類型轉換
static_cast:靜態類型轉換
reinterpret_cast:重新解釋類型轉換
const_cast:常量類型轉換
專業的上面很多了,我說說我自己的理解吧:
synamic_cast一般用在父類和子類指標或應用的互相轉化;
static_cast一般是普通資料類型(如int m=static_cast<int>(3.14));
reinterpret_cast很像c的一般類型轉換操作
const_cast是把cosnt或volatile屬性去掉

注意：static_cast不能轉換掉exdivssion的const、volitale、或者__unaligned屬性。

3.2 dynamic_cast

用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion )

該運算子把exdivssion轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指標、類的引用或者void *；

如果type-id是類指標類型，那麼exdivssion也必須是一個指標，如果type-id是一個引用，那麼exdivssion也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用於類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用於類之間的交叉轉換。

在類層次間進行上行轉換時，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；

在進行下行轉換時，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。

class B{

public:

int m_iNum;

virtual void foo();

};

class D:public B{

public:

char *m_szName[100];

};

void func(B *pb){

D *pd1 = static_cast(pb);

D *pd2 = dynamic_cast(pb);

}

在上面的程式碼片段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，並且對這兩個指標執行D類型的任何操作都是安全的；

但是，如果pb指向的是一個B類型的對象，那麼pd1將是一個指向該對象的指標，對它進行D類型的操作將是不安全的（如訪問m_szName），

而pd2將是一個null 指標。

另外要注意：B要有虛函數，否則會編譯出錯；static_cast則沒有這個限制。

這是由於運行時類型檢查需要運行時類型資訊，而這個資訊儲存在類的虛函數表（

關於虛函數表的概念，詳細可見）中，只有定義了虛函數的類才有虛函數表，

沒有定義虛函數的類是沒有虛函數表的。

另外，dynamic_cast還支援交叉轉換（cross cast）。如下代碼所示。

class A{

public:

int m_iNum;

virtual void f(){}

};

class B:public A{

};

class D:public A{

};

void foo(){

B *pb = new B;

pb->m_iNum = 100;

D *pd1 = static_cast(pb); //compile error

D *pd2 = dynamic_cast(pb); //pd2 is NULL

delete pb;

}

在函數foo中，使用static_cast進行轉換是不被允許的，將在編譯時間出錯；而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的，結果是null 指標。

3.3 reinterpret_cast

用法：reinterpret_cast (exdivssion)

type-id必須是一個指標、引用、算術類型、函數指標或者成員指標。

它可以把一個指標轉換成一個整數，也可以把一個整數轉換成一個指標（先把一個指標轉換成一個整數，

在把該整數轉換成原類型的指標，還可以得到原先的指標值）。

該運算子的用法比較多。

3.4 const_cast

用法：const_cast (exdivssion)

該運算子用來修改類型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和exdivssion的類型是一樣的。

常量指標被轉化成非常量指標，並且仍然指向原來的對象；

常量引用被轉換成非常量引用，並且仍然指向原來的對象；常量對象被轉換成非常量對象。

Voiatile和const類試。舉如下一例：

class B{

public:

int m_iNum;

}

void foo(){

const B b1;

b1.m_iNum = 100; //comile error

B b2 = const_cast(b1);

b2. m_iNum = 200; //fine

}

上面的代碼編譯時間會報錯，因為b1是一個常量對象，不能對它進行改變；

使用const_cast把它轉換成一個常量對象，就可以對它的資料成員任意改變。注意：b1和b2是兩個不同的對象。

== ===========================================

== dynamic_cast .vs. static_cast

== ===========================================

class B { ... };

class D : public B { ... };

void f(B* pb)

{

D* pd1 = dynamic_cast(pb);

D* pd2 = static_cast(pb);

}

If pb really points to an object of type D, then pd1 and pd2 will get the same value. They will also get the same value if pb == 0.

If pb points to an object of type B and not to the complete D class, then dynamic_cast will know enough to return zero. However, static_cast relies on the programmer’s assertion that pb points to an object
of type D and simply returns a pointer to that supposed D object.

即dynamic_cast可用於繼承體系中的向下轉型，即將基類指標轉換為衍生類別指標，比static_cast更嚴格更安全。dynamic_cast在執行效率上比static_cast要差一些，但static_cast在更寬上範圍內可以完成映射，這種不加限制的映射伴隨著不安全性。static_cast覆蓋的變換類型除類層次的靜態導航以外，還包括無映射變換、窄化變換(這種變換會導致對象切片,丟失資訊)、用VOID*的強制變換、隱式類型變換等...

== ===========================================

== static_cast .vs. reinterpret_cast

== ================================================

reinterpret_cast是為了映射到一個完全不同類型的意思，這個關鍵詞在我們需要把類型映射回原有類型時用到它。我們映射到的類型僅僅是為了故弄玄虛和其他目的，這是所有映射中最危險的。(這句話是C++編程思想中的原話)

static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了運算元類型。它們不是互逆的； static_cast 在編譯時間使用類型資訊執行轉換，在轉換執行必要的檢測(諸如指標越界計算, 類型檢查). 其運算元相對是安全的。另一方面；reinterpret_cast 僅僅是重新解釋了給出的對象的位元模型而沒有進行二進位轉換， 例子如下：

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

上面的例子中, 我們將一個變數從 int 轉換到 double。 這些類型的二進位運算式是不同的。 要將整數 9 轉換到 雙精確度整數 9，static_cast 需要正確地為雙精確度整數 d 補足位元位。其結果為 9.0。而reinterpret_cast 的行為卻不同:

int n=9;

double d=reinterpret_cast (n);

這次, 結果有所不同. 在進行計算以後, d 包含無用值. 這是因為 reinterpret_cast 僅僅是複製 n 的位元位到 d, 沒有進行必要的分析.

因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast.