強制類型轉(zhuǎn)換運算符

帶著三個疑問閱讀：

1. 出現(xiàn)的背景是什么？
2. 何時使用？
3. 如何使用？

MSDN . 強制轉(zhuǎn)換運算符
C++中的四種強制類型轉(zhuǎn)換符詳解

static_cast

(1) 使用場景

• 在基本數(shù)據(jù)類型之間轉(zhuǎn)換，如把 int 轉(zhuǎn)換為 char，這種帶來安全性問題由程序員來保證；
• 在有類型指針與 void * 之間轉(zhuǎn)換；
• 用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和派生類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換。
  • 上行轉(zhuǎn)換（派生類---->基類）是安全的；
  • 下行轉(zhuǎn)換（基類---->派生類）由于沒有動態(tài)類型檢查，所以是不安全的。

(2) 使用特點

• 主要執(zhí)行非多態(tài)的轉(zhuǎn)換操作，用于代替C中通常的轉(zhuǎn)換操作。
• 隱式轉(zhuǎn)換都建議使用 static_cast 進(jìn)行標(biāo)明和替換。
• 不能使用 static_cast 在有類型指針內(nèi)轉(zhuǎn)換。

dynamic_cast

(1) 使用場景

• 用于將一個父類的指針/引用轉(zhuǎn)化為子類的指針/引用（下行轉(zhuǎn)換）

(2) 使用特點

• 基類必須要有虛函數(shù)，因為 dynamic_cast 是運行時類型檢查，需要運行時類型信息，而這個信息是存儲在類的虛函數(shù)表中。
• 對于下行轉(zhuǎn)換，dynamic_cast 是安全的（當(dāng)類型不一致時，轉(zhuǎn)換過來的是空指針），而 static_cast 是不安全的。
• 對指針進(jìn)行 dynamic_cast，失敗返回 NULL，成功返回正常 cast 后的對象指針；對引用進(jìn)行 dynamic_cast，失敗拋出一個異常，成功返回正常 cast 后的對象引用。

const_cast

(1) 使用場景

• 常量指針（或引用）與非常量指針（或引用）之間的轉(zhuǎn)換。

(2) 使用特點

• cosnt_cast 是四種類型轉(zhuǎn)換符中唯一可以對常量進(jìn)行操作的轉(zhuǎn)換符。
• 去除常量性是一個危險的動作，盡量避免使用。

reinterpret_cast

(1) 使用場景

• 用在任意指針（或引用）類型之間的轉(zhuǎn)換。
• 能夠?qū)⒄娃D(zhuǎn)換為指針，也可以把指針轉(zhuǎn)換為整型或數(shù)組。

(2) 使用特點

• reinterpret_cast 是從底層對數(shù)據(jù)進(jìn)行重新解釋，依賴具體的平臺，可移植性差。不到萬不得已，不用使用這個轉(zhuǎn)換符，高危操作

示例程序

#include <iostream>namespace staticCast{
/*** @brief static_cast的使用場景* 1. 使用static_cast在基本數(shù)據(jù)類型之間轉(zhuǎn)換* 2. 使用static_cast在有類型指針與void *之間轉(zhuǎn)換* 3. 用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和派生類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換*/class CBase // 基類(父類)
{};class CDerived : public CBase  // 派生類(子類)
{};int useof_static_cast()
{// 1. 使用static_cast在基本數(shù)據(jù)類型之間轉(zhuǎn)換float fval = 10.12;int ival = static_cast<int>(fval);  // float --> intstd::cout << ival << std::endl;  // out: 10// 2. 使用static_cast在有類型指針與void *之間轉(zhuǎn)換int *intp = &ival;void *voidp = static_cast<void *>(intp); // int* --> void*// cout << *voidp << endl; // error,voidp的大小未知long *longp = static_cast<long *>(voidp);std::cout << *longp << std::endl; // out: 10// 3. 用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和派生類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換// 上行轉(zhuǎn)換（派生類---->基類）是安全的CDerived *tCDerived1 = nullptr;CBase *tCBase1 = static_cast<CBase*>(tCDerived1);// 下行轉(zhuǎn)換（基類---- > 派生類）由于沒有動態(tài)類型檢查，所以是不安全的CBase *tCBase2 = nullptr;CDerived *tCDerived2 = static_cast<CDerived*>(tCBase2); //不會報錯，但是不安全// 4. 不能使用static_cast在有類型指針內(nèi)轉(zhuǎn)換float *floatp = &fval;  //10.12的addr//int *intp1 = static_cast<int *>(floatp); // error,不能使用static_cast在有類型指針內(nèi)轉(zhuǎn)換std::cout << *floatp << std::endl;    // out: 10.12
}
}// namespace staticCastnamespace dynamicCast{/*** @brief dynamic_cast使用* 1. 用于將一個父類的指針/引用轉(zhuǎn)化為子類的指針/引用（下行轉(zhuǎn)換）* 2. 當(dāng)某個成員函數(shù)只在子類中存在，父類指針指向子類對象。此時該指針想要使用子類的成員函數(shù)，需要將父類指針轉(zhuǎn)換為子類指針*/
class CBase    // 基類(父類)
{
public:// dynamic_cast在將父類cast到子類時，父類必須要有虛函數(shù)virtual int test() { return 0; } // 一定要是 virtual
};class CDerived : public CBase  // 派生類(子類)
{
public:int test() { return 1; }
};int useof_dynamic_cast()
{CBase *p_CBase = new CBase;  // 基類對象指針CDerived *p_CDerived = dynamic_cast<CDerived *>(p_CBase);  // 將基類對象指針類型轉(zhuǎn)換為派生類對象指針CBase i_CBase;    // 創(chuàng)建基類對象CBase &r_CBase = i_CBase;    // 基類對象的引用CDerived &r_CDerived = dynamic_cast<CDerived &>(r_CBase);  // 將基類對象的引用轉(zhuǎn)換派生類對象的引用
}
} //namespace dynamicCastnamespace constCast
{
/*** @brief const_cast的使用* **/
int useof_const_cast()
{int value = 100;const int *cpi = &value; // 定義一個常量指針//*cpi = 200;   // 不能通過常量指針修改值// 1. 將常量指針轉(zhuǎn)換為非常量指針,然后可以修改常量指針指向變量的值int *pi = const_cast<int *>(cpi);*pi = 200;// 2. 將非常量指針轉(zhuǎn)換為常量指針const int *cpi2 = const_cast<const int *>(pi); // *cpi2 = 300;  //已經(jīng)是常量指針const int value1 = 500;const int &c_value1 = value1; // 定義一個常量引用// 3. 將常量引用轉(zhuǎn)換為非常量引用int &r_value1 = const_cast<int &>(c_value1);// 4. 將非常量引用轉(zhuǎn)換為常量引用const int &c_value2 = const_cast<const int &>(r_value1);
}  
} // namespace constCastnamespace reinterpretCast
{
int useof_reinterpret_cast()
{int value = 100;// 1. 用在任意指針（或引用）類型之間的轉(zhuǎn)換double *pd = reinterpret_cast<double *>(&value);std::cout << "*pd = " << *pd << std::endl;// 2. reinterpret_cast能夠?qū)⒅羔樦缔D(zhuǎn)化為整形值int *pv = &value;int pvaddr = reinterpret_cast<int>(pv);std::cout << "pvaddr = " << pvaddr << std::endl;std::cout << "pv = " << pv << std::endl;
}} // namespaceCastint main(int argc, char* argv[])
{staticCast::useof_static_cast();dynamicCast::useof_dynamic_cast();constCast::useof_const_cast();reinterpretCast::useof_reinterpret_cast();
}