学习xxxx_cast

http://c.biancheng.net/view/2343.html

1、引入原因

隐式类型转换是安全的，显式类型转换是有风险的，C语言之所以增加强制类型转换的语法，就是为了强调风险，让程序员意识到自己在做什么。

但是，这种强调风险的方式还是比较粗放，粒度比较大，它并没有表明存在什么风险，风险程度如何。再者，C风格的强制类型转换统一使用( )，而( )在代码中随处可见，所以也不利于使用文本检索工具（例如 Windows 下的 Ctrl+F、Linux 下的 grep 命令、Mac 下的 Command+F）定位关键代码。

为了使潜在风险更加细化，使问题追溯更加方便，使书写格式更加规范，C++ 对类型转换进行了分类，并新增了四个关键字来予以支持，它们分别是：

2、用法格式

xxx_cast<newType>(data)

3、简单实用对比

newType 是要转换成的新类型，data 是被转换的数据。例如，老式的C风格的 double 转 int 的写法为：

double scores = 95.5;
int n = (int)scores;

C++ 新风格的写法为：

double scores = 95.5;
int n = static_cast<int>(scores);

4、static_cast 关键字

编译器隐式执行任何类型转换都可由static_cast显示完成;reinterpret_cast通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释。

划重点

• 支持隐式转换的表达式，如void 指针和具体类型指针之间的转换、int 转 double、有转换构造函数或者类型转换函数的类与其它类型之间的转换
• static_cast 不能用于无关类型之间的转换，因为这些转换都是有风险的

static_cast 也不能用来去掉表达式的 const 修饰和 volatile 修饰。换句话说，不能将 const/volatile 类型转换为非 const/volatile 类型。 static_cast 是“静态转换”的意思，也就是在编译期间转换，转换失败的话会抛出一个编译错误。 原有的自动类型转换，例如 short 转 int、int 转 double、const 转非 const、向上转型等； void 指针和具体类型指针之间的转换，例如void 转int 、char 转void 等； 有转换构造函数或者类型转换函数的类与其它类型之间的转换，例如 double 转 Complex（调用转换构造函数）、Complex 转 double（调用类型转换函数）。

1、C++中的static_cast执行非多态的转换，用于代替C中通常的转换操作。因此，被做为显式类型转换使用。比如：

int i;
float f = 166.71;
i = static_cast<int>(f);

此时结果，i的值为166。

2、C++中的reinterpret_cast主要是将数据从一种类型的转换为另一种类型。所谓“通常为操作数的位模式提供较低层的重新解释”也就是说将数据以二进制存在形式的重新解释。比如：

`int i;
char *p = "This is an example.";
i = reinterpret_cast<int>(p);

此时结果，i与p的值是完全相同的。reinterpret_cast的作用是说将指针p的值以二进制（位模式）的方式被解释为整型，并赋给i，//i 为整型；一个明显的现象是在转换前后没有数位损失。

5、const_cast 关键字

const_cast 比较好理解，它用来去掉表达式的 const 修饰或 volatile 修饰。换句话说，const_cast 就是用来将 const/volatile 类型转换为非 const/volatile 类型。

6、reinterpret_cast 关键字

reinterpret 是“重新解释”的意思，顾名思义，reinterpret_cast 这种转换仅仅是对二进制位的重新解释，不会借助已有的转换规则对数据进行调整，非常简单粗暴，所以风险很高。

reinterpret_cast 可以认为是 static_cast 的一种补充，一些 static_cast 不能完成的转换，就可以用 reinterpret_cast 来完成，例如两个具体类型指针之间的转换、int 和指针之间的转换（有些编译器只允许 int 转指针，不允许反过来）。

7、dynamic_cast 关键字

向上转型是子类指针转换成父类指针, 向上转型是多态的基础，可以直接进行类型转换。 向下转型是父类指针向下进行类型转换成为子类指针。 若直接进行向下转换会因为指针步长的问题（将短指针赋值给长指针）而出现类型转换错误。 向下转型一般用于多态中的父类指针转向子指针。 因为在进行多态时，通常以父类指针指向子类指针，但是由于父类指针只能够操纵父类地址中的变量函数，子类中添加的变量函数被遗漏，如果想要操纵子类新添加的变量函数怎么办呢？这时就用到了向下转型，将指向子类空间地址的父类指针转换为子类指针，重新享有子类额外的变量函数地址。

dynamic_cast 用于在类的继承层次之间进行类型转换，它既允许向上转型（Upcasting），也允许向下转型（Downcasting）。向上转型是无条件的，不会进行任何检测，所以都能成功；向下转型的前提必须是安全的，要借助 RTTI 进行检测，所有只有一部分能成功。

dynamic_cast 与 static_cast 是相对的，dynamic_cast 是“动态转换”的意思，static_cast 是“静态转换”的意思。dynamic_cast会在程序运行期间借助 RTTI 进行类型转换，这就要求基类必须包含虚函数；static_cast在编译期间完成类型转换，能够更加及时地发现错误。

dynamic_cast 的语法格式为： dynamic_cast (expression)

newType 和 expression 必须同时是指针类型或者引用类型。换句话说，dynamic_cast 只能转换指针类型和引用类型，其它类型（int、double、数组、类、结构体等）都不行。

对于指针，如果转换失败将返回NULL；对于引用，如果转换失败将抛出std::bad_cast异常。

1) 向上转型（Upcasting） 向上转型时，只要待转换的两个类型之间存在继承关系，并且基类包含了虚函数（这些信息在编译期间就能确定），就一定能转换成功。因为向上转型始终是安全的，所以 dynamic_cast 不会进行任何运行期间的检查，这个时候的 dynamic_cast 和 static_cast 就没有什么区别了。

2) 向下转型（Downcasting） 向下转型是有风险的，dynamic_cast会借助 RTTI 信息进行检测，确定安全的才能转换成功，否则就转换失败。