4 种 C++ 强制类型转换，你都清楚吗？

(给CPP开发者加星标，提升C/C++技能)

我们先来回忆以下，C 语言的强制类型转换形式：

 (type) expr;

这种旧式强制类型转换从表现形式上来说不够清晰明了，容易看漏，一旦转换过程出现问题，追踪起来也就更加困难。

为了解决以上问题，C++不仅兼容了C的强制转换，来引入了新的转换方法。

强制类型转换的形式：

cast-name<type>(exper);

其中，type是转换的目标类型，exper是要转换的值，cast-name 有以下四种：

1. static_cast

2. dynamic_cast

3. const_cast

4. reinterpret_cast

接下来，我们逐个进行分析。

1、static_cast

这里先介绍下顶层const和底层const的概念：

（1）顶层const，表示指针本身是常量，例如：

int *const p1 = &i;
p1 = &j;       //编译报错，不能修改p1指向
++(*p1);       //可以，可以修改p1所指向的值的内容

（2）底层const，表示指针所指的对象是一个常量，例如：

const int *p2 = &i;
p2 = &j;       //可以，可以修改p2的指向
++(*p2);       //编译报错，不能修改p2所指向的值的内容

那么再来说说static_cast：任何具有明确定义的类型转换，除了不包含底层const，都可以使用 static_cast。例如：

double d = 0.1;
void* p = &d; 
double *dp = static_cast<double*>(p);

static_cast本质上是传统c语言强制转换的替代品。

通常，该操作符用于非多态类型的转换，任何标准转换都可以使用它。

2、dynamic_cast

用于将基类指针或引用安全的转换成派生类的指针或引用（运行时类型识别）。

dynamic_cast运算符的使用形式如下：

dynamic_cast<type*>(e)
dynamic_cast<type&>(e)
dynamic_cast<type&&>(e)

其中，type必须是一个类类型，并且通常情况下该类型应该含有虚函数，在第一种形式中，e必须是有效指针；在第二种形式中，e必须是一个左值，在第三种形式中，e不能是左值。

如果转换目标是指针并且转换失败，则结果是0，如果转换目标是引用并且转换失败的，则会抛出异常。

因此，dynamic_cast操作符一次执行两个操作。首先验证被请求的转换是否有效，只有转换有效，操作符才实际进行转换。

3、const_cast

只能用于改变运算对象的底层const（去掉const属性）

例：

const char *p1;
char* p2 = const_cast<char*>(p1);

注意，我们去掉了const属性，编译器不会再阻止我们对该对象进行写操作，但要注意，通过p2写值是未定义行为。

4、reinterpret_cast

该操作符用于将一种类型转换为另一种不同的类型，

比如可以把一个指针类型转换为一个整数，再把整数转换为指针类型，并且还是原来那个指针。

“通常为运算对象的位模式提供较低层次上的重新解释“，即是将变量以二进制形式被重新解释为新的类型，这个操作本质是依赖于机器的，也就是说，还需要考虑移植性。要想安全的使用reinterpret_cast，必须对涉及的类型和编译器实现转换的过程都非常了解。

reinterpret_casts 的最普通的用途，就是在函数指针类型之间进行转换。

简单总结

1. 基本类型（非多态）的转换用static_cast。

2. 多态类之间的类型转换用dynamic_cast。

3. 去掉const属性用const_cast。

4. 不同类型的指针类型转换用reinterpreter_cast。（慎用）

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