c++ 顯式類型轉換static_cast, dynamic_cast, const_cast

1.c++隱式轉換

又稱爲“標準轉換”，包括以下幾種情況：
1) 算術轉換(Arithmetic conversion) : 在混合類型的算術表達式中, 最寬的數據類型成爲目標轉換類型。

 

int ival = 3;
double dval = 3.14159;

ival + dval;//ival被提升爲double類型

2)一種類型表達式賦值給另一種類型的對象：目標類型是被賦值對象的類型

int *pi = 0; // 0被轉化爲int *類型
ival = dval; // double->int

例外：void指針賦值給其他指定類型指針時，不存在標準轉換，編譯出錯

3)將一個表達式作爲實參傳遞給函數調用，此時形參和實參類型不一致：目標轉換類型爲形參的類型

extern double sqrt(double);

cout << "The square root of 2 is " << sqrt(2) << endl;
//2被提升爲double類型：2.0

4)從一個函數返回一個表達式，表達式類型與返回類型不一致：目標轉換類型爲函數的返回類型

double difference(int ival1, int ival2)
{
    return ival1 - ival2;
    //返回值被提升爲double類型
}

2.c++顯示轉換

• reinterpret_cast 將一個類型指針轉換爲另一個類型指針
• const_cast    用於去除指針變量的常屬性，將它轉換爲一個對應指針類型的普通變量，反過來也可以將一個非常量指針轉換爲一個常量指針變量
• static_cast    用於轉換基本類型和具有繼承關係的類新之間轉換,不太用於指針類型的之間的轉換
• dynamic_cast    只能在繼承類對象的指針之間或引用之間進行類型轉換

標準C++的類型轉換符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。 

static_cast 
用法：static_cast < type-id > ( exdivssion ) 
該運算符把exdivssion轉換爲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用於類層次結構中基類和子類之間指針或引用的轉換。 
　　進行上行轉換（把子類的指針或引用轉換成基類表示）是安全的； 
　　進行下行轉換（把基類指針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用於基本數據類型之間的轉換，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把空指針轉換成目標類型的空指針。 
④把任何類型的表達式轉換成void類型。 

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


dynamic_cast 
用法：dynamic_cast < type-id > ( exdivssion ) 
該運算符把exdivssion轉換成type-id類型的對象。Type-id必須是類的指針、類的引用或者void *； 
如果type-id是類指針類型，那麼exdivssion也必須是一個指針，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);
}

在上面的代碼段中，如果pb指向一個D類型的對象，pd1和pd2是一樣的，並且對這兩個指針執行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針，對它進行D類型的操作將是不安全的（如訪問m_szName）， 
而pd2將是一個空指針。 

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信息，而這個信息存儲在類的虛函數表（ 
關於虛函數表的概念，詳細可見）中，只有定義了虛函數的類纔有虛函數表， 
沒有定義虛函數的類是沒有虛函數表的。 

另外，dynamic_cast還支持交叉轉換（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， 

將在編譯時出錯；而使用 dynamic_cast的轉換則是允許的，結果是空指針。 

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

該運算符的用法比較多。 

const_cast 
用法：const_cast< type-id > (exdivssion) 
該運算符用來修改類型的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。 
常量指針被轉化成非常量指針，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
}

上面的代碼編譯時會報錯，因爲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，就可以對它的數據成員任意改變。注意：b1和b2是兩個不同的對象。