C++为什么非要引入那几种类型转换？

Posted 2021-07-31 C语言与C++编程

来自公众号：程序喵大人

大家好，我是程序喵，今天我们放松下，看一些类型转换的知识点！

众所周知C++关于类型转换引入了四种方式：

static_cast

const_cast

dynamic_cast

reinterpret_cast

1. 为什么要引入这几种类型转换，它与C语言中的强制类型转换有什么区别？

2. 这四种类型转换分别应用在什么场景？

C++为什么要引入这几种强制类型转换？

我们都知道C++完全兼容C语言，C语言的转换方式很简单，可以在任意类型之间转换，但这也恰恰是缺点，因为极其不安全，可能不经意间将指向const对象的指针转换成非const对象的指针，可能将基类对象指针转成了派生类对象的指针，这种转换很容易出bug，需要严格审查代码才能消除这种隐患，但是C这种转换方式不利于我们审查代码，且程序运行时也可能会出bug。

而C++引入的这几种类型转换可以完美的解决上述问题，不同场景下不同需求使用不同的类型转换方式，同时有利于代码审查。

下面详细介绍这四种类型转换的使用场景：

static_cast

使用方式：

#include <iostream>
using namespace std;
struct Base { virtual void Func() { cout << "Base Func \n"; }};
struct Derive : public Base { void Func() override { cout << "Derive Func \n"; }};
int main() { float f = 1.23; cout << "f " << f << endl; int i = static_cast<int>(f); cout << "i " << i << endl;
 int *pi = static_cast<int *>(&f); // error invalid static_cast from type ‘float*’ to type ‘int*’
 Derive d; d.Func(); Base *b = static_cast<Base *>(&d);  b->Func(); return 0;}

使用场景：基本数据类型之间的转换使用，例如float转int，int转char等，在有类型指针和void*之间转换使用，子类对象指针转换成父类对象指针也可以使用static_cast。

非多态类型转换一般都使用static_cast，而且最好把所有的隐式类型转换都是用static_cast进行显示替换，不能使用static_cast在有类型指针之间进行类型转换。

dynamic_cast

使用方式：

#include <iostream>
using namespace std;
struct Base { virtual void Func() { cout << "Base Func \n"; }};
struct Derive : public Base { void Func() override { cout << "Derive Func \n"; }};
int main() { Derive d; d.Func(); Base *b = dynamic_cast<Base *>(&d); b->Func(); Derive *dd = dynamic_cast<Derive *>(b); dd->Func(); return 0;}

使用场景：用于将父类的指针或引用转换为子类的指针或引用，此场景下父类必须要有虚函数，因为dynamic_cast是运行时检查，检查需要运行时信息RTTI，而RTTI存储在虚函数表中，关于虚函数表具体可以看我的这篇文章：

const_cast

使用方式：

int main() { int data = 10; const int *cpi = &data;
 int *pi = const_cast<int *>(cpi);
 const int *cpii = const_cast<const int *>(pi); return 0;}

使用场景：用于常量指针或引用与非常量指针或引用之间的转换，只有const_cast才可以对常量进行操作，一般都是用它来去除常量性，去除常量性是危险操作，还是要谨慎操作。

reinterpret_cast

使用方式：

int main() { int data = 10; int *pi = &data;
 float *fpi = reinterpret_cast<float *>(pi);
 return 0;}

使用场景：没啥场景，类似C语言中的强制类型转换，什么都可以转，万不得已不要使用，一般前三种转换方式不能解决问题了使用这种强制类型转换方式。

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