static_cast,dynamic_cast,reinterpret_cast和const_cast的區(qū)別詳解

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C語言|點(diǎn)擊：次

C-style cast舉例：
int i;
double d;
i = (int) d;

上面的代碼就是本來為double類型的d，通過(int)d將其轉(zhuǎn)換成整形值，并將該值賦給整形變量i (注意d本身的值并沒有發(fā)生改變)。這就是典型的c-style類型轉(zhuǎn)換。

下面是一個(gè)簡單的程序：

復(fù)制代碼代碼如下:

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void)
{
         int i;
         double d = 11.29;

         i = (int)d;
         cout << i << endl;
         cout << d << endl;

         return 0;
}

輸出結(jié)果：
11
11.29

我們發(fā)現(xiàn)d值本身并沒有發(fā)生任何變化。

在簡單的情況下，上面這種類型轉(zhuǎn)換可以很好地工作，但在C++中往往還是不夠的，為此ANSI-C++新標(biāo)準(zhǔn)定義的四個(gè)轉(zhuǎn)換符，即static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast。同時(shí)在C++環(huán)境中，原先的C-Style的類型轉(zhuǎn)換仍舊可以使用。

1) static_cast
用法：static_cast <typeid> (expression)
說明：該運(yùn)算符把expression轉(zhuǎn)換為typeid類型，但沒有運(yùn)行時(shí)類型檢查來確保轉(zhuǎn)換的安全性。
用途：
a) 用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和派生類之間指針或者引用的轉(zhuǎn)換。up-casting (把派生類的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類的指針或者引用表示)是安全的；down-casting(把基類指針或引用轉(zhuǎn)換成子類的指針或者引用)是不安全的。

b) 用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，如把int轉(zhuǎn)換成char，這種轉(zhuǎn)換的安全性也要由開發(fā)人員來保證。

c) 可以把空指針轉(zhuǎn)換成目標(biāo)類型的空指針(null pointer)。

d) 把任何類型的表達(dá)式轉(zhuǎn)換成void類型。
注意： static_cast不能轉(zhuǎn)換掉expression的const、volitale或者_(dá)_unaligned屬性。

2)dynamic_cast
用法：dynamic_cast <typeid> (expression)
說明：該運(yùn)算符把expression轉(zhuǎn)換成typeid類型的對(duì)象。typeid必須是類的指針、類的引用或者void*。如果typeid是類的指針類型，那么expression也必須是指針，如果typeid是一個(gè)引用，那么expression也必須是一個(gè)引用。一般情況下，dynamic_cast用于具有多態(tài)性的類(即有虛函數(shù)的類)的類型轉(zhuǎn)換。

dynamic_cast依賴于RTTI信息，其次，在轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast會(huì)檢查轉(zhuǎn)換的source對(duì)象是否真的可以轉(zhuǎn)換成target類型，這種檢查不是語法上的，而是真實(shí)情況的檢查。先看RTTI相關(guān)部分，通常，許多編譯器都是通過vtable找到對(duì)象的RTTI信息的，這也就意味著，如果基類沒有虛方法，也就無法判斷一個(gè)基類指針變量所指對(duì)象的真實(shí)類型，這時(shí)候，dynamic_cast只能用來做安全的轉(zhuǎn)換,例如從派生類指針轉(zhuǎn)換成基類指針。而這種轉(zhuǎn)換其實(shí)并不需要dynamic_cast參與。也就是說,dynamic_cast是根據(jù)RTTI記載的信息來判斷類型轉(zhuǎn)換是否合法的。

用途：主要用于類層次之間的up-casting和down-casting，還可以用于類之間的交叉轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行down-casting時(shí)，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。檢測在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。如果被轉(zhuǎn)換的指針不是一個(gè)被請(qǐng)求的有效完整的對(duì)象指針，返回值為NULL。當(dāng)用于多態(tài)類型時(shí)，它允許任意的隱式類型轉(zhuǎn)換以及相反過程。不過，與static_cast不同，在后一種情況里（注：即隱式轉(zhuǎn) 換的相反過程），dynamic_cast會(huì)檢查操作是否有效。也就是說，它會(huì)檢查轉(zhuǎn)換是否會(huì)返回一個(gè)被請(qǐng)求的有效的完整對(duì)象。

注意：dynamic_cast不能轉(zhuǎn)換掉expression的const、volitale或者_(dá)_unaligned屬性。

3) reinterpret_cast
用法：reinterpret_cast <typeid>(expression)
說明：轉(zhuǎn)換一個(gè)指針為其他類型的指針，也允許將一個(gè)指針轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型，反之亦然。這個(gè)操作符能夠在非相關(guān)的類型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。操作結(jié)果只是簡單的從一個(gè)指針到別的指針的值的二進(jìn)制拷貝，在類型之間指向的內(nèi)容不做任何類型的檢查和轉(zhuǎn)換。這是一個(gè)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。使用時(shí)有很大的風(fēng)險(xiǎn)，慎用之。
注意：reinterpret _cast不能轉(zhuǎn)換掉expression的const、volitale或者_(dá)_unaligned屬性。

4)const_cast
用法：const_cast<typeid>(expression)
說明：這個(gè)類型操縱傳遞對(duì)象的const屬性，或者是設(shè)置或者是移除。如：
Class C{…}
const C* a = new C;
C* b = const_cast<C*>(a);

如果將上面的const_cast轉(zhuǎn)換成其他任何其他的轉(zhuǎn)換，編譯都不能通過，出錯(cuò)的信心大致如下：
“…cannot convert from 'const class C *' to 'class C *'”。

下面的代碼是4中casting方法的典型用法示例：

復(fù)制代碼代碼如下:

     #include <iostream>
     using namespace std;

     class Base
     {
     public:
         int _base;
         virtual void printinfo()
         {
              cout << _base << endl;
         }
     };

     class Derived : public Base
     {
     public:
         int _derived;
         virtual void printinfo()
         {
              cout << _derived << endl;
         }
     };

     int main(void)
     {
         Base b1;
         Derived d1;
         int aInt = 10;
         long aLong = 11;
         float aFloat = 11.11f;
         double aDouble = 12.12;

         Derived* pd = static_cast<Derived*>(&b1);                           // down-casting          不安全
         Base* pb = static_cast<Base*>(&d1);                                   // up-casting                安全
         Derived& d = static_cast<Derived&>(b1);                             // down-casting          不安全
         Base& b = static_cast<Base&>(d1);                                      // up-casting                安全

         aInt = static_cast<int>(aFloat);                                                // 基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換
         void* sth = static_cast<void*>(&aDouble);                            // 將double指針類型轉(zhuǎn)換成void指針類型
         double* bDouble = static_cast<double*>(sth);                    // 將void指針類型轉(zhuǎn)換成double指針類型
         cout << *bDouble << endl;

         Base* pb1 = dynamic_cast<Base*>(&d1);
         //Derived* pd1 = dynamic_cast<Derived*>(&b1);                 // 編譯時(shí)有warning，運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)

         int bInt = reinterpret_cast<int>(pb1);                                       // 將地址或指針轉(zhuǎn)換成整數(shù)
         cout << bInt << endl;
         pb1 = reinterpret_cast<Base*>(bInt);                                     // 將整數(shù)轉(zhuǎn)換成地址或指針

         int* cInt = reinterpret_cast<int*>(&aFloat);                             // 這個(gè)轉(zhuǎn)換的結(jié)果會(huì)出乎意料
         cout << (int)*cInt << endl;

         const Base* bBase = new Base();
         Base* cBase = const_cast<Base*>(bBase);
         //Base* dBase = dynamic_cast<Base*>(bBase);                // 不能通過編譯
         //Base* eBase = static_cast<Base*>(bBase);                     // 不能通過編譯
         //Base* fBase = reinterpret_cast<Base*>(bBase);             // 不能通過編譯

         return 0;
}     

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