谈谈C++的四种“cast”类型转换

相比于传统的类型转换，C++中的4种cast作用更加明确，使代码更具有可读性，下面就来依次介绍一下：

1.static_cast

任何具有明确定义的类型转换，只要不包含底层const，都可以使用static_cast，这几乎就是传统类型转换的替代（为什么是几乎，下文会提到），比如：

double a=10;
int b = static_cast<int>(a);

相比于传统的int b=(int)a，使用static_cast更像是告诉编译器“我知道转换会发生就精度的损失，但是我还是要进行转换”，所以使用static_cast的情况下，编译器也不会发出警告。

但如果想使用他来进行底层const的转换，就会产生问题，比如：

相比之下，传统的类型转换可以进行这样的转换，即使转换后在使用上会有些问题

const int a = 10;
const int *pa = &a;
int *p = (int*)pa;
*p = 11;
cout << *p << endl;
cout << a << endl;

这段代码在visual studio2017下诡异的输出11和10.

另外，如同下面这种类型的转换，用static_cast也是做不到的。

	const double a = 10;
	const double* pa = &a;
	char *p = (char*)(pa);

2.const_cast

const_cast转换可以去掉底层const属性，一旦我们去掉了底层const属性，编译器就不再阻止我们对const对象进行改变了；但尽管如此，我们还需要注意的是，如果我们试图将一个指向常量的指针转换为一个普通指针，再通过这个普通指针去修改原来的常量时，会产生未定义的行为：

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
	int a = 10;
	const int ac = 10;
	const int *pa = &ac;
	int *p = const_cast<int*>(pa);
	*p = 11;
	cout << *p << endl;
	cout << *pa << endl;
	cout << ac << endl;

	cout << p << endl;
	cout << pa << endl;
	cout << &ac << endl;
	return 0;
}

测试代码和运行结果如上；

就如上面的代码，我们试图将ac的值改为11，但在visual studio2017的编译环境下（在gcc 7.3.0下也是如此），我们发现，当我们直接访问ac时，ac的值仍然是10，但惊悚的是，当我们通过指针p和指针pa访问ac时，会发现ac的值变成了11，更惊悚的是，指针p、pa指向的地址和ac的地址一样！

另外，const_cast在重载函数中比较有用；

以下例子取自《C++primer 5th》209页：

const string& shorterString(const string &s1, const string &s2)
{
	return s1.size() <= s2.size() ? s1 : s2;
}
string& shorterString(string& s1, string& s2)
{
	auto &s = shorterString(const_cast<string&>(s1), const_cast<string&>(s2));
	return const_cast<string&>(s);
}

第一个版本的shorterString函数可以用来返回两个字符串常量当中长度小的那一个，但当我们需要非常量版本的时候，我们就可以使用const_cast轻易做到这一点，对于上面的那个例子，你可能会说，shorterString函数的逻辑如此简单，我再实现一遍也可以，但是，当我们函数的内部逻辑较为复杂的时候，这就是一种简洁明了的实现重载函数的方式。

3.reinterpret_cast

reinterpret_cast通常为运算对象的位模式提供较低层次上的重新解释。（《C++primer 5th》145页）

通俗点说，就是你可以让一个char*把他所指向的对象当做char，即使他实际上并不是char，还是原来的类型；

double a = 10.5;
double* pa = &a;
int *p = reinterpret_cast<int*>(pa);

同样的，reinterpret_cast不能用来丢掉const,，要丢掉底层const，请使用const_cast。

另外，它也无法提供高精度向低精度的转换：

要使高精度转换到低精度，可以用传统的类型转换和static_cast。

4.dynamic_cast

C++的运行时类型识别功能由两个运算符实现：dynam_cast和typeid

其中，dynamic_cast的使用形式如下：

dynamic_cast<type*>(e)

dynam_cast<type&>(e)

dynamic_cast<type&&>(e)

这里的type必须为类类型，而且通常情况下有虚函数（毕竟主要用来实现多态功能）

如上所示，在第一种形式中，e必须为类的指针；在第二种形式中，e必须为类的左值引用；在第三种形式中，e必须为类的右值引用；

dynamic_cast用于运行时在父类和子类中向上或者向下转换，如果转换成功，则返回转换后的类型；在转换失败时，如果目标类型是指针，则返回0，目标类型为引用，则返回一个bad_cast异常。

举个使用的例子，假定Derived类是Base类的公有派生类，bp是一个Base类型的指针，而Base类至少有一个虚函数：

if(Derived* dp=dynamic_cast<Derived*>bp)//bp指向一个Derived对象
{
    //doSomthing...
}
else//bp指向一个Base对象
{
    //doSomthing...
}

使用应用的dynamic_cast可以参照使用指针的dynamic_cast，只是在转换失败时的表达略有不同。

最后说一句，使用任何类型转换都需要谨慎谨慎再谨慎，一定要保证转换前和转换后的结果都在自己的掌握之中，因为如果在类型转换上出了问题，最后都是比较难找的。