C++四種強制類型轉換

一、reinterpret_cast<T*>(a)

編譯器在編譯期處理
任何指針都可以轉換成其它類型的指針,T必須是一個指針、引用、算術類型、指向函數的指針或指向一個類成員的指針。

表達式reinterpret_cast<T*>(a)能夠用於諸如char* 到 int*,或者One_class* 到 Unrelated_class*等類似這樣的轉換,因此可能是不安全的。

使用reinterpret_cast 的場合不多,僅在非常必要的情形下,其他類型的強制轉換不能滿足要求時才使用。

reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數指針類型之間進行轉換。
例如,假設你有一個函數指針數組:
typedef void(*FuncPtr)();    //FuncPtr is一個指向函數的指針,該函數沒有參數,返回值類型爲void
FuncPtr funcPtrArray[10];    //funcPtrArray是一個能容納10個FuncPtrs指針的數組

讓我們假設你希望(因爲某些莫名其妙的原因)把一個指向下面函數的指針存入funcPtrArray數組:
int doSomething();

你不能不經過類型轉換而直接去做,因爲doSomething函數對於funcPtrArray數組來說有一個錯誤的類型。在FuncPtrArray數組裏的函數返回值是void類型,而doSomething函數返回值是int類型。

funcPtrArray[0] = &doSomething;    //錯誤!類型不匹配
reinterpret_cast 可以讓你迫使編譯器以你的方法去看待它們:
funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);
轉換函數指針的代碼是不可移植的(C++不保證所有的函數指針都被用一樣的方法表示),在一些情況下這樣的轉換會產生不正確的結果

二、const_cast<T*>(a)

編譯器在編譯期處理
去掉類型中的常量,除了const或不穩定的變址數,T和a必須是相同的類型。
表達式const_cast<T*>(a)被用於從一個類中去除以下這些屬性:const, volatile, 和 __unaligned。

struct SA {
     int i;
};
const SA ra;
//ra.i = 10; //直接修改const類型,編譯錯誤
SA &rb = const_cast<SA&>(ra);
rb.i = 10;
對於本身定義時爲const的類型,即使你去掉const性,在你操作這片內容時候也要小心,只能r不能w操作,否則還是會出錯
const char* p = "123"; 
char* c = const_cast<char*>(p); 
c[0] = 1;   //表面上通過編譯去掉了const性,但是操作其地址時系統依然不允許這麼做。
const_cast操作不能在不同的種類間轉換。相反,它僅僅把一個它作用的表達式轉換成常量。它可以使一個本來不是const類型的數據轉換成const類型的,或者把const屬性去掉。

三、static_cast<T*>(a)

編譯器在編譯期處理
將地址a轉換成類型T,T和a必須是指針、引用、算術類型或枚舉類型。
表達式static_cast<T*>(a), a的值轉換爲模板中指定的類型T。在運行時轉換過程中,不進行類型檢查來確保轉換的安全性。
static_cast它能在內置的數據類型間互相轉換,對於類只能在有聯繫的指針類型間進行轉換。可以在繼承體系中把指針轉換來、轉換去,但是不能轉換成繼承體系外的一種類型。

class A { ... };
class B { ... };
class D : public B { ... };
void f(B* pb, D* pd)
{
    D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針
    B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的
    A* pa2 = static_cast<A*>(pb);        //錯誤A與B沒有繼承關係
    ...
}

四、dynamic_cast<T*>(a)

在運行期,會檢查這個轉換是否可能。
完成類層次結構中的提升。T必須是一個指針、引用或無類型的指針。a必須是決定一個指針或引用的表達式。
dynamic_cast 僅能應用於指針或者引用,不支持內置數據類型
表達式dynamic_cast<T*>(a) 將a值轉換爲類型爲T的對象指針。如果類型T不是a的某個基類型,該操作將返回一個空指針。
它不僅僅像static_cast那樣,檢查轉換前後的兩個指針是否屬於同一個繼承樹,它還要檢查被指針引用的對象的實際類型,確定轉換是否可行。
如果可以,它返回一個新指針,甚至計算出爲處理多繼承的需要的必要的偏移量。如果這兩個指針間不能轉換,轉換就會失敗,此時返回空指針(NULL)。
很明顯,爲了讓dynamic_cast能正常工作,必須讓編譯器支持運行期類型信息(RTTI)。

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== static_cast .vs. reinterpret_cast 
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reinterpret_cast是爲了映射到一個完全不同類型的意思,這個關鍵詞在我們需要把類型映射回原有類型時用到它。我們映射到的類型僅僅是爲了故弄玄虛和其他目的,這是所有映射中最危險的。(這句話是C++編程思想中的原話) 
static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作數類型。它們不是互逆的; 
static_cast 在編譯時使用類型信息執行轉換,在轉換執行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操作數相對是安全的。
另一方面;reinterpret_cast是C++裏的強制類型轉換符,操作符修改了操作數類型,但僅僅是重新解釋了給出的對象的比特模型而沒有進行二進制轉換。
例子如下:
int n=9; 
double d=static_cast < double > (n); 
上面的例子中, 我們將一個變量從 int 轉換到 double。這些類型的二進制表達式是不同的。 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9,static_cast 需要正確地爲雙精度整數 d 補足比特位。其結果爲 9.0。

而reinterpret_cast 的行爲卻不同: 
int n=9; 
double d=reinterpret_cast<double & > (n);
這次, 結果有所不同. 在進行計算以後, d 包含無用值. 這是因爲 reinterpret_cast 僅僅是複製 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析. 
因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast.

總 結

    去const屬性用const_cast。

    基本類型轉換用static_cast。

    多態類之間的類型轉換用daynamic_cast。

   不同類型的指針類型轉換用reinterpreter_cast。



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