C++强制类型转换：static_cast、reinterpret_cast、const_cast和dynamic

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引入

C++ 引入了四种功能不同的强制类型转换运算符以进行强制类型转换：static_cast、reinterpret_cast、const_cast 和 dynamic_cast 。

强制类型转换是有一定风险的，有的转换并不一定安全，如把整型数值转换成指针，把基类指针转换成派生类指针，把一种函数指针转换成另一种函数指针，把常量指针转换成非常量指针等。

C++强制类型转换操作符的优点

C++ 引入新的强制类型转换机制，主要是为了克服C语言强制类型转换的以下三个缺点：

没有从形式上体现转换功能和风险的不同

例如，将 int 强制转换成 double 是没有风险的，而将常量指针转换成非常量指针，将基类指针转换成派生类指针都是高风险的，而且后两者带来的风险不同（即可能引发不同种类的错误），C语言的强制类型转换形式对这些不同并不加以区分。

将多态基类指针转换成派生类指针时不检查安全性（即无法判断转换后的指针是否确实指向一个派生类对象）
难以在程序中寻找到底什么地方进行了强制类型转换

static_cast操作符

static_cast 用于进行比较“自然”和低风险的转换，如整型和浮点型、字符型之间的互相转换。

static_cast 不能用于在不同类型的指针之间互相转换，也不能用于整型和指针之间的互相转换，当然也不能用于不同类型的引用之间的转换。因为这些属于风险比较高的转换。

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    operator int() { return 1; }
    operator char*() { return NULL; }
};
int main()
{
    A a;
    int n;
    char* p = "New Dragon Inn";
    n = static_cast <int> (3.14);  // n 的值变为 3
    n = static_cast <int> (a);  //调用 a.operator int，n 的值变为 1
    p = static_cast <char*> (a);  //调用 a.operator char*，p 的值变为 NULL
    n = static_cast <int> (p);  //编译错误，static_cast不能将指针转换成整型
    p = static_cast <char*> (n);  //编译错误，static_cast 不能将整型转换成指针
    return 0;
}

reinterpret_cast操作符

reinterpret_cast 用于进行各种不同类型的指针之间、不同类型的引用之间以及指针和能容纳指针的整数类型之间的转换。转换时，执行的是逐个比特复制的操作。

这种转换提供了很强的灵活性，但转换的安全性只能由程序员的细心来保证了。例如，程序员执意要把一个 int* 指针、函数指针或其他类型的指针转换成 string* 类型的指针也是可以的，至于以后用转换后的指针调用 string 类的成员函数引发错误，程序员也只能自行承担查找错误的烦琐工作：（C++ 标准不允许将函数指针转换成对象指针，但有些编译器，如 Visual Studio 2010，则支持这种转换）。

reinterpret_cast体现了 C++ 语言的设计思想：用户可以做任何操作，但要为自己的行为负责。

const_cast操作符

const_cast 运算符仅用于进行去除 const 属性的转换，它也是四个强制类型转换运算符中唯一能够去除 const 属性的运算符。

将 const 引用转换为同类型的非 const 引用，将 const 指针转换为同类型的非 const 指针时可以使用 const_cast 运算符。

const string s = "Inception";
string& p = const_cast <string&> (s);
string* ps = const_cast <string*> (&s);  // &s 的类型是 const string*

注：还是那句话，C++允许用户做任何操作但要为自己的行为负责，用这个强转也要考虑后果
为什么你要修改const修饰的值？

dynamic_cast操作符

dynamic_cast是四个强制类型转换操作符中最特殊的一个，它支持运行时识别指针或引用。

dynamic_cast专门用于将多态基类的指针或引用强制转换为派生类的指针或引用，而且能够检查转换的安全性。对于不安全的指针转换，转换结果返回 NULL 指针。

首先，dynamic_cast依赖于RTTI信息，其次，在转换时，dynamic_cast会检查转换的source对象是否真的可以转换成target类型，

这种检查不是语法上的，而是真实情况的检查，通过“运行时类型检查”来保证其安全性的，所以这个操作符也不是一定会强转成功。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Base
{  //有虚函数，因此是多态基类
public:
    virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base { };
int main()
{
    Base b;
    Derived d;
    Derived* pd;
    pd = reinterpret_cast <Derived*> (&b);
    if (pd == NULL)
        //此处pd不会为 NULL。reinterpret_cast不检查安全性，总是进行转换
        cout << "unsafe reinterpret_cast" << endl; //不会执行
    pd = dynamic_cast <Derived*> (&b);
    if (pd == NULL)  //结果会是NULL，因为 &b 不指向派生类对象，此转换不安全
        cout << "unsafe dynamic_cast1" << endl;  //会执行
    pd = dynamic_cast <Derived*> (&d);  //安全的转换
    if (pd == NULL)  //此处 pd 不会为 NULL
        cout << "unsafe dynamic_cast2" << endl;  //不会执行
    return 0;
}