接上文：C語(yǔ)言的隱式類型轉(zhuǎn)換和顯示類型轉(zhuǎn)換
隱式類型轉(zhuǎn)換是編譯器自動(dòng)隱式進(jìn)行的，需要在代碼中體現(xiàn)，而顯示類型轉(zhuǎn)換由程序員明確指定。
C++支持C風(fēng)格的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，但是C風(fēng)格的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換可能帶來一些隱患，讓一些問題難以發(fā)現(xiàn)。
所以C++提供了一組適用于不同場(chǎng)景的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的函數(shù)：
- static_cast
- dynamic_cast
- const_cast
- reinterpret_cast
下面對(duì)這四種轉(zhuǎn)換操作的適用場(chǎng)景分別進(jìn)行說明。
1、static_cast
static_cast<type>(expression)
該運(yùn)算符把 expression 轉(zhuǎn)換為 type 類型，主要用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，如把 uint 轉(zhuǎn)換為 int，把 int 轉(zhuǎn)換為 double 等。
uint x = 1;
int y = static_cast<int>(x); // 轉(zhuǎn)換正確
int x = 1;
double y = static_cast<double>(x); // 轉(zhuǎn)換正確
需要注意的是：static_cast 沒有運(yùn)行時(shí)類型檢查來保證轉(zhuǎn)換的安全性，需要程序員來判斷轉(zhuǎn)換是否安全。
int x = -1;
uint y = static_cast<uint>(x) // 轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤
double x = 1.23;
int y = static_cast<int>(x) // 轉(zhuǎn)換丟失精度
static_cast 還可用于類層次結(jié)構(gòu)中，基類和派生類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換，但也要注意：
- static_cast 進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換是安全的，即把派生類的指針轉(zhuǎn)換為基類的；
- static_cast 進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換是不安全的，即把基類的指針轉(zhuǎn)換為派生類的。
// 上行轉(zhuǎn)換，派生類→基類
Derive* d = new Derive();
Base* b = static_cast<Base*>(d);// 下行轉(zhuǎn)換，基類→派生類
Base* b = new Base();
Derive* d = static_cast<Derive*>(b);
這是因?yàn)榕缮惏愋畔?，所以上行轉(zhuǎn)換（只能調(diào)用基類的方法和成員變量），一般是安全的；
而基類沒有派生類的任何信息，而下行轉(zhuǎn)換后會(huì)用到派生類的方法和成員變量，這些基類都沒有，很容易“指鹿為馬”，或指向不存在的空間。
2、dynamic_cast
dynamic_cast<type>(expression)
dynamic_cast 主要用于類層次間的上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast 和 static_cast 的效果是一樣的，但在下行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast 具有類型檢查的功能，比 static_cast 更安全。
比如下面這段代碼：
#include <IOStream>
using namespace std;
class Base {
public:
virtual void Say() {
cout << "I am Base." << endl;
}};class Derive : public Base {
public:
virtual void Say() {
cout << "I am Derive." << endl;
}};int main(){ // 上行轉(zhuǎn)換
Derive* d1 = new Derive();
cout << "d1: " << d1 << endl;
Base* b1 = dynamic_cast<Base*>(d1);
cout << "b1: " << b1 << endl;
// 下行轉(zhuǎn)換
Base* b2 = new Base();
cout << "b2: " << b2 << endl;
Derive* d2 = dynamic_cast<Derive*>(b2);
cout << "d2: " << d2 << endl;
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果為：
在進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換時(shí)，從基類 b2 到 d2 時(shí)，d2 會(huì)改為空指針（0x0），這正是 dynamic_cast 提升安全的功能。這個(gè)檢查主要來自虛函數(shù)表。
在C++面向?qū)ο蟮乃枷胫?，虛函?shù)是實(shí)現(xiàn)多態(tài)的關(guān)鍵機(jī)制。當(dāng)一個(gè)類中有虛函數(shù)時(shí)，那么編譯器就會(huì)構(gòu)建出一個(gè)虛函數(shù)表來指示這些函數(shù)的地址。當(dāng)用基類的指針指向派生類的對(duì)象，調(diào)用方法時(shí)就會(huì)根據(jù)虛函數(shù)表找到對(duì)應(yīng)派生類的方法。
注意：B 要有虛函數(shù)，否則會(huì)編譯出錯(cuò)；static_cast則沒有這個(gè)限制。
這是由于運(yùn)行時(shí)類型檢查需要運(yùn)行時(shí)類型信息，而這個(gè)信息存儲(chǔ)在類的虛函數(shù)表，只有定義了虛函數(shù)的類才有虛函數(shù)表，沒有定義虛函數(shù)的類是沒有虛函數(shù)表的。
3、const_cast
const_cast<type>(expression)
該運(yùn)算符用來修改 expression 的 const 或 volatile 屬性。這里需要注意：expression 和 type 的類型一樣的。
比如下面的代碼，指針 px 由于有 const 修飾，無法直接通過其修改 x 的值，但又期望能修改 x 的值時(shí)，怎么辦呢？這時(shí)就需要用到 const_cast。
int main()
{ int x = 1;
cout << "before: " << x << endl;
const int* px = &x;
// *px = 2; // 編譯錯(cuò)誤
int* py = const_cast<int*>(px);
*py = 2;
cout << "px: " << px << endl;
cout << "py: " << py << endl;
cout << "after : " << x << endl;
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果為：
可以看出，px 和 py 指向同一個(gè)地址，但通過 py 就可以修改 x 的值了。
這是因?yàn)橥ㄟ^const_cast，就把 const 類型的指針 px 轉(zhuǎn)換成非 const 類型的指針 py 了。
4、reinterpret_cast
reinterpret_cast<type>(expression)
該運(yùn)算符可以把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)，也可以把一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針。
int main()
{ int* p = new int(5);
uint64_t p_val = reinterpret_cast<uint64_t>(p);
cout << "p :" << p << endl;
cout << "p_val:" << hex << p_val << endl;
return 0;
}
上述代碼把指針 p 的地址值轉(zhuǎn)換成了 uint64_t 類型的整數(shù)值，運(yùn)行結(jié)果為：
這個(gè)轉(zhuǎn)換是“最不安全”的。不推薦使用。
綜上，在使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)，需要首先考慮清楚使用目的，總結(jié)如下：
- static_cast：基本類型轉(zhuǎn)換，低風(fēng)險(xiǎn)；
- dynamic_cast：類層次間的上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換，低風(fēng)險(xiǎn)；
- const_cast：去 const 屬性，低風(fēng)險(xiǎn)；
- reinterpret_cast：轉(zhuǎn)換不相關(guān)的類型，高風(fēng)險(xiǎn)。
