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在C++語(yǔ)言中新增了四個(gè)關(guān)鍵字static_cast、const_cast、reinterpret_cast和dynamic_cast。這四個(gè)關(guān)鍵字都是用于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的。我們逐一來(lái)介紹這四個(gè)關(guān)鍵字。

1) static_cast

在C++語(yǔ)言中static_cast用于數(shù)據(jù)類型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，強(qiáng)制將一種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)據(jù)類型。例如將整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)。

[例1]C語(yǔ)言所采用的類型轉(zhuǎn)換方式：

int a = 10; int b = 3; double result = (double)a / (double)b;

例1中將整型變量a和b轉(zhuǎn)換為雙精度浮點(diǎn)型，然后相除。在C++語(yǔ)言中，我們可以采用static_cast關(guān)鍵字來(lái)進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，如下所示。

[例2]static_cast關(guān)鍵字的使用：

int a = 10; int b = 3; double result = static_cast<double>(a) / static_cast<double>(b);

在本例中同樣是將整型變量a轉(zhuǎn)換為雙精度浮點(diǎn)型。采用static_cast進(jìn)行強(qiáng)制數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換時(shí)，將想要轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)類型放到尖括號(hào)中，將待轉(zhuǎn)換的變量或表達(dá)式放在元括號(hào)中，其格式可以概括為如下形式：
? ? static_cast <類型說明符> （變量或表達(dá)式）

2) const_cast

在C語(yǔ)言中，const限定符通常被用來(lái)限定變量，用于表示該變量的值不能被修改。而const_cast則正是用于強(qiáng)制去掉這種不能被修改的常數(shù)特性，但需要特別注意的是const_cast不是用于去除變量的常量性，而是去除指向常數(shù)對(duì)象的指針或引用的常量性，其去除常量性的對(duì)象必須為指針或引用。

[例3]一個(gè)錯(cuò)誤的例子：

const int a = 10; const int * p = &a; *p = 20; //compile error int b = const_cast<int>(a); //compile error

在本例中出現(xiàn)了兩個(gè)編譯錯(cuò)誤，第一個(gè)編譯錯(cuò)誤是*p因?yàn)榫哂谐Ａ啃?#xff0c;其值是不能被修改的；另一處錯(cuò)誤是const_cast強(qiáng)制轉(zhuǎn)換對(duì)象必須為指針或引用，而例3中為一個(gè)變量，這是不允許的！

[例4]const_cast關(guān)鍵字的使用

#include<iostream> using namespace std;int main() {const int a = 10;const int * p = &a;int *q;q = const_cast<int *>(p);*q = 20; //finecout <<a<<" "<<*p<<" "<<*q<<endl;cout <<&a<<" "<<p<<" "<<q<<endl;return 0; }

在本例中，我們將變量a聲明為常量變量，同時(shí)聲明了一個(gè)const指針指向該變量（此時(shí)如果聲明一個(gè)普通指針指向該常量變量的話是不允許的，Visual Studio 2010編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)），之后我們定義了一個(gè)普通的指針*q。將p指針通過const_cast去掉其常量性，并賦給q指針。之后我再修改q指針?biāo)傅刂返闹禃r(shí)，這是不會(huì)有問題的。

最后將結(jié)果打印出來(lái)，運(yùn)行結(jié)果如下：
10 20 20
002CFAF4 002CFAF4 002CFAF4

查看運(yùn)行結(jié)果，問題來(lái)了，指針p和指針q都是指向a變量的，指向地址相同，而且經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)002CFAF4地址內(nèi)的值確實(shí)由10被修改成了20，這是怎么一回事呢？為什么a的值打印出來(lái)還是10呢？

其實(shí)這是一件好事，我們要慶幸a變量最終的值沒有變成20！變量a一開始就被聲明為一個(gè)常量變量，不管后面的程序怎么處理，它就是一個(gè)常量，就是不會(huì)變化的。試想一下如果這個(gè)變量a最終變成了20會(huì)有什么后果呢？對(duì)于這些簡(jiǎn)短的程序而言，如果最后a變成了20，我們會(huì)一眼看出是q指針修改了，但是一旦一個(gè)項(xiàng)目工程非常龐大的時(shí)候，在程序某個(gè)地方出現(xiàn)了一個(gè)q這樣的指針，它可以修改常量a，這是一件很可怕的事情的，可以說是一個(gè)程序的漏洞，畢竟將變量a聲明為常量就是不希望修改它，如果后面能修改，這就太恐怖了。

在例4中我們稱“*q=20”語(yǔ)句為未定義行為語(yǔ)句，所謂的未定義行為是指在標(biāo)準(zhǔn)的C++規(guī)范中并沒有明確規(guī)定這種語(yǔ)句的具體行為，該語(yǔ)句的具體行為由編譯器來(lái)自行決定如何處理。對(duì)于這種未定義行為的語(yǔ)句我們應(yīng)該盡量予以避免！

從例4中我們可以看出我們是不想修改變量a的值的，既然如此，定義一個(gè)const_cast關(guān)鍵字強(qiáng)制去掉指針的常量性到底有什么用呢？我們接著來(lái)看下面的例子。

例5：

#include<iostream> using namespace std;const int * Search(const int * a, int n, int val);int main() {int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};int val = 5;int *p;p = const_cast<int *>(Search(a, 10, val));if(p == NULL)cout<<"Not found the val in array a"<<endl;elsecout<<"hvae found the val in array a and the val = "<<*p<<endl;return 0; }const int * Search(const int * a, int n, int val) {int i;for(i=0; i<n; i++){if(a[i] == val)return &a[i];}return NULL; }

在例5中我們定義了一個(gè)函數(shù)，用于在a數(shù)組中尋找val值，如果找到了就返回該值的地址，如果沒有找到則返回NULL。函數(shù)Search返回值是const指針，當(dāng)我們?cè)赼數(shù)組中找到了val值的時(shí)候，我們會(huì)返回val的地址，最關(guān)鍵的是a數(shù)組在main函數(shù)中并不是const，因此即使我們?nèi)サ舴祷刂档某Ａ啃杂锌赡軙?huì)造成a數(shù)組被修改，但是這也依然是安全的。

對(duì)于引用，我們同樣能使用const_cast來(lái)強(qiáng)制去掉常量性，如例6所示。

例6：

#include<iostream> using namespace std;const int & Search(const int * a, int n, int val);int main() { int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; int val = 5; int &p = const_cast<int &>(Search(a, 10, val)); if(p == NULL) cout<<"Not found the val in array a"<<endl; else cout<<"hvae found the val in array a and the val = "<<p<<endl; return 0; }const int & Search(const int * a, int n, int val) { int i; for(i=0; i<n; i++) { if(a[i] == val) return a[i]; } return NULL; }

了解了const_cast的使用場(chǎng)景后，可以知道使用const_cast通常是一種無(wú)奈之舉，同時(shí)也建議大家在今后的C++程序設(shè)計(jì)過程中一定不要利用const_cast去掉指針或引用的常量性并且去修改原始變量的數(shù)值，這是一種非常不好的行為。

3) reinterpret_cast

在C++語(yǔ)言中，reinterpret_cast主要有三種強(qiáng)制轉(zhuǎn)換用途：改變指針或引用的類型、將指針或引用轉(zhuǎn)換為一個(gè)足夠長(zhǎng)度的整形、將整型轉(zhuǎn)換為指針或引用類型。在使用reinterpret_cast強(qiáng)制轉(zhuǎn)換過程僅僅只是比特位的拷貝，因此在使用過程中需要特別謹(jǐn)慎！

例7

int *a = new int; double *d = reinterpret_cast<double *>(a); 在例7中，將整型指針通過reinterpret_cast強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成了雙精度浮點(diǎn)型指針。
reinterpret_cast可以將指針或引用轉(zhuǎn)換為一個(gè)足夠長(zhǎng)度的整形，此中的足夠長(zhǎng)度具體長(zhǎng)度需要多少則取決于操作系統(tǒng)，如果是32位的操作系統(tǒng)，就需要4個(gè)字節(jié)及以上的整型，如果是64位的操作系統(tǒng)則需要8個(gè)字節(jié)及以上的整型。???

4) dynamic_cast

dynamic_cast用于類的繼承層次之間的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，我們將在講到類的繼承的時(shí)候再來(lái)介紹dynamic_cast。 轉(zhuǎn)載自：http://www.weixueyuan.net/view/6377.html

在C++中，編譯期的類型轉(zhuǎn)換有可能會(huì)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，特別是涉及到類對(duì)象的指針或引用操作時(shí)，更容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。Dynamic_cast操作符則可以在運(yùn)行期對(duì)可能產(chǎn)生問題的類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行測(cè)試。

#include<iostream> using namespace std;class base { public :void m(){cout<<"m"<<endl;} };class derived : public base { public:void f(){cout<<"f"<<endl;} };int main() {derived * p;p = new base;p = static_cast<derived *>(new base);p->m();p->f();return 0; }

本例中定義了兩個(gè)類：base類和derived類，這兩個(gè)類構(gòu)成繼承關(guān)系。在base類中定義了m函數(shù)，derived類中定義了f函數(shù)。在前面介紹多態(tài)時(shí)，我們一直是用基類指針指向派生類或基類對(duì)象，而本例則不同了。本例主函數(shù)中定義的是一個(gè)派生類指針，當(dāng)我們將其指向一個(gè)基類對(duì)象時(shí)，這是錯(cuò)誤的，會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。但是通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換我們可以將派生類指針指向一個(gè)基類對(duì)象，p = static_cast<derived *>(new base);語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)的就是這樣一個(gè)功能，這樣的一種強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)合乎C++語(yǔ)法規(guī)定的，但是是非常不明智的，它會(huì)帶來(lái)一定的危險(xiǎn)。在程序中p是一個(gè)派生類對(duì)象，我們將其強(qiáng)制指向一個(gè)基類對(duì)象，首先通過p指針調(diào)用m函數(shù)，因?yàn)榛愔邪衜函數(shù)，這一句沒有問題，之后通過p指針調(diào)用f函數(shù)。一般來(lái)講，因?yàn)閜指針是一個(gè)派生類類型的指針，而派生類中擁有f函數(shù)，因此p->f();這一語(yǔ)句不會(huì)有問題，但是本例中p指針指向的確實(shí)基類的對(duì)象，而基類中并沒有聲明f函數(shù)，雖然p->f();這一語(yǔ)句雖然仍沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤，但是它卻產(chǎn)生了一個(gè)運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤。換言之，p指針是派生類指針，這表明程序設(shè)計(jì)人員可以通過p指針調(diào)用派生類的成員函數(shù)f，但是在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)過程中卻誤將p指針指向了一個(gè)基類對(duì)象，這就導(dǎo)致了一個(gè)運(yùn)行期錯(cuò)誤。

產(chǎn)生這種運(yùn)行期的錯(cuò)誤原因在于static_cast強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)并不具有保證類型安全的功能，而C++提供的dynamic_cast卻能解決這一問題，dynamic_cast可以在程序運(yùn)行時(shí)檢測(cè)類型轉(zhuǎn)換是否類型安全。當(dāng)然dynamic_cast使用起來(lái)也是有條件的，它要求所轉(zhuǎn)換的操作數(shù)必須包含多態(tài)類類型（即至少包含一個(gè)虛函數(shù)的類）。

例2：

#include<iostream> using namespace std;class base { public :void m(){cout<<"m"<<endl;} };class derived : public base { public:void f(){cout<<"f"<<endl;} };int main() {derived * p;p = new base;p = dynamic_cast<derived *>(new base);p->m();p->f();return 0; }

在本例中利用dynamic_cast進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，但是因?yàn)閎ase類中并不存在虛函數(shù)，因此p = dynamic_cast<derived *>(new base);這一句會(huì)編譯錯(cuò)誤。dynamic_cast能否正確轉(zhuǎn)換與目標(biāo)類型是否為多態(tài)類類型無(wú)關(guān)，dynamic_cast要求被轉(zhuǎn)換的類型必須為多態(tài)類類型。為了解決本例中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，我們可以將base類中的函數(shù)m聲明為虛函數(shù)，virtual void m(){cout<<"m"<<endl;}。

dynamic_cast還要求<>內(nèi)部所描述的目標(biāo)類型必須為指針或引用。如例3所示，如果我們將例2中的主函數(shù)換成例3的形式，這也是無(wú)法通過編譯的。

例3：

int main() {base b;dynamic_cast<derived>(b);return 0; }

我們來(lái)看一下正確使用dynamic_cast的代碼。

例4：

#include<iostream> using namespace std;class base { public :virtual void m(){cout<<"m"<<endl;} };class derived : public base { public:void f(){cout<<"f"<<endl;} };int main() {derived * p;p = dynamic_cast<derived *>(new base);if(p){p->m();p->f(); }elsecout<<"Convert not safe!"<<endl;return 0; }

在本例中通過dynamic_cast來(lái)初始化指針p，在初始化過程中dynamic_cast會(huì)檢測(cè)操作數(shù)new base轉(zhuǎn)換為目標(biāo)類型derived *是否能保證類型安全，如果類型安全則將new base結(jié)果賦給p指針，否則返回0，也即false。而本例中是要用基類對(duì)象地址去初始化派生類指針，這顯然是無(wú)法保證類型安全的，因此p最后得到的返回值是0。在主函數(shù)中經(jīng)過判斷語(yǔ)句，最終程序輸出“Convert not safe!”。

Dynamic_cast轉(zhuǎn)換有自己的規(guī)則，下面將通過示例來(lái)介紹轉(zhuǎn)換規(guī)則。

例4：

#include<iostream> using namespace std;class base { public :virtual void m(){cout<<"m"<<endl;} };class derived : public base { public:virtual void f(){cout<<"f"<<endl;} };int main() {derived * d;d = dynamic_cast<derived *>(new base);if(d){cout<<"Base to Derived is ok"<<endl;delete d;}elsecout<<"Base to Derived is error"<<endl;base * b;b = dynamic_cast<base *>(new derived);if(b){cout<<"Derived to Base is ok"<<endl;delete b;}elsecout<<"Derived to Base is error"<<endl;return 0; }

本例分別定義了兩個(gè)類：base類和derived類，這兩個(gè)類構(gòu)成繼承關(guān)系，為了測(cè)試dynamic_cast轉(zhuǎn)換規(guī)則，我們?cè)陬愔懈髯远x了一個(gè)虛函數(shù)。在本例的主函數(shù)中我們分別測(cè)試基類轉(zhuǎn)換為派生類和派生類轉(zhuǎn)換為基類時(shí)dynamic_cast轉(zhuǎn)換返回值。本例最終運(yùn)行結(jié)果如下：
??? Base to Derived is error
??? Derived to Base is ok

從結(jié)果可以看出從不能將指向基類對(duì)象的指針轉(zhuǎn)換為指向派生類對(duì)象的指針，但是可以將指向派生類對(duì)象的指針轉(zhuǎn)換為指向基類對(duì)象的指針。

例5：

#include<iostream> using namespace std;class A { public :virtual void m(){cout<<"m"<<endl;} };class B { public:virtual void f(){cout<<"f"<<endl;} };int main() {A * a;a = dynamic_cast<A *>(new B);if(a){cout<<"B to A is ok"<<endl;delete a;}elsecout<<"B to A is error"<<endl;B * b;b = dynamic_cast<B *>(new A);if(b){cout<<"A to B is ok"<<endl;delete b;}elsecout<<"A to B is error"<<endl;return 0; } 在本例中，定義了兩個(gè)類A和B，這兩個(gè)類不構(gòu)成繼承關(guān)系，我們嘗試將指向兩個(gè)類對(duì)象的指針進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換，看程序運(yùn)行結(jié)果：
??? B to A is error
??? A to B is error

從程序運(yùn)行結(jié)果不難看出，任意兩個(gè)不相關(guān)的多態(tài)類類型之間的轉(zhuǎn)換也是不能進(jìn)行的。

總結(jié)一下dynamic_cast轉(zhuǎn)換規(guī)則，只允許指向派生類對(duì)象的指針轉(zhuǎn)換為指向基類對(duì)象的指針。

C++提供的兩個(gè)類型轉(zhuǎn)換操作符static_cast和dynamic_cast，static_cast可以用于任何類型的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，但是它不保證轉(zhuǎn)換過程中的類型安全，dynamic_cast只能用于多態(tài)類類型的轉(zhuǎn)換，而且要求轉(zhuǎn)換的目的類型必須為指針或引用，并且它可以保證轉(zhuǎn)換過程中類型安全。

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/EggKiller/p/5817893.html

總結(jié)

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