标准强制类型转换：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast

关于强制类型转换的问题，很多书都讨论过，写的最详细的是C++ 之父的《C++ 的设计和演化》。最好的解决方法就是不要使用C风格的强制类型转换，而是使用标准C++的类型转换符：static_cast, dynamic_cast。标准C++中有四个类型转换符：static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。下面对它们一一进行介绍。

static_cast

用法：static_cast < type-id > ( expression )

该运算符把expression转换为type-id类型，但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。它主要有如下几种用法：

用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。进行上行转换（把子类的指针或引用转换成基类表示）是安全的；进行下行转换（把基类指针或引用转换成子类表示）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
把空指针转换成目标类型的空指针。
把任何类型的表达式转换成void类型。
注意：static_cast不能转换掉expression的const、volitale、或者__unaligned属性。

dynamic_cast

用法：dynamic_cast < type-id > ( expression )

该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *；如果type-id是类指针类型，那么expression也必须是一个指针，如果type-id是一个引用，那么expression也必须是一个引用。

dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换，还可以用于类之间的交叉转换。

在类层次间进行上行转换时，dynamic_cast和static_cast的效果是一样的；在进行下行转换时，dynamic_cast具有类型检查的功能，比static_cast更安全。

class B{

public:

int m_iNum;

virtual void foo();

};

class D:public B{

public:

char *m_szName[100];

};

void func(B *pb){

D *pd1 = static_cast<D *>(pb);

D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb);

}
在上面的代码段中，如果pb指向一个D类型的对象，pd1和pd2是一样的，并且对这两个指针执行D类型的任何操作都是安全的；但是，如果pb指向的是一个B类型的对象，那么pd1将是一个指向该对象的指针，对它进行D类型的操作将是不安全的（如访问m_szName），而pd2将是一个空指针。另外要注意：B要有虚函数，否则会编译出错；static_cast则没有这个限制。这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息，而这个信息存储在类的虚函数表（关于虚函数表的概念，详细可见<Inside c++ object model>）中，只有定义了虚函数的类才有虚函数表，没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。

另外，dynamic_cast还支持交叉转换（cross cast）。如下代码所示。

class A{

public:

int m_iNum;

virtual void f(){}

};

class B:public A{

};

class D:public A{

};

void foo(){

B *pb = new B;

pb->m_iNum = 100;

D *pd1 = static_cast<D *>(pb); //copile error

D *pd2 = dynamic_cast<D *>(pb); //pd2 is NULL

delete pb;

}
在函数foo中，使用static_cast进行转换是不被允许的，将在编译时出错；而使用 dynamic_cast的转换则是允许的，结果是空指针。

reinpreter_cast

用法：reinpreter_cast<type-id> (expression)

type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针（先把一个指针转换成一个整数，再把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。

该运算符的用法比较多。

const_cast

用法：const_cast<type_id> (expression)

该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外， type_id和expression的类型是一样的。

常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。

Voiatile和const类试。举如下一例：

class B{

public:

int m_iNum;

}

void foo(){

const B b1;

b1.m_iNum = 100; //compile error

B b2 = const_cast<B>(b1);

b2. m_iNum = 200; //fine
}

上面的代码编译时会报错，因为b1是一个常量对象，不能对它进行改变；使用const_cast把它转换成一个常量对象，就可以对它的数据成员任意改变。注意：b1和b2是两个不同的对象。

标准c++中主要有四种强制转换类型运算符：const_cast，reinterpret_cast，static_cast，dynamic_cast等等。
1）static_cast(a)
将地址a转换成类型T，T和a必须是指针、引用、算术类型或枚举类型。表达式static_cast< T > ( a ) a的值转换为模板中指定的类型T。在运行时转换过程中，不进行类型检查来确保转换的安全性。
例子：
class B { ... };
class D : public B { ... };
void f(B* pb, D* pd)
{
D* pd2 = static_cast(pb); // 不安全, pb可能只是B的指针
B* pb2 = static_cast(pd); // 安全的
...
}

2）dynamic_cast(a)

完成类层次结构中的提升。T必须是一个指针、引用或无类型的指针。a必须是决定一个指针或引用的表达式。表达式dynamic_cast< T >( a ) 将a值转换为类型为T的对象指针。如果类型T不是a的某个基类型，该操作将返回一个空指针。
例子：
class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
A* pa = new A;
B* pb = new B;
void* pv = dynamic_cast(pa);
// pv 现在指向了一个类型为A的对象
...
pv = dynamic_cast(pb);
// pv 现在指向了一个类型为B的对象
}

3）const_cast(a)

去掉类型中的常量，除了const或不稳定的变址数，T和a必须是相同的类型。表达式const_cast< T >( a )被用于从一个类中去除以下这些属性：const, volatile, 和 __unaligned。

例子：

class A { ... };

void f(){

const A *pa = new A;//const对象
A *pb;//非const对象
//pb = pa; // 这里将出错，不能将const对象指针赋值给非const对象
pb = const_cast(pa); // 现在OK了
...
}

4）reinterpret_cast(a)

任何指针都可以转换成其它类型的指针，T必须是一个指针、引用、算术类型、指向函数的指针或指向一个类成员的指针。表达式reinterpret_cast< T >( a )能够用于诸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等类似这样的转换，因此可能是不安全的。
例子：
class A { ... };
class B { ... };
void f()
{
A* pa = new A;
void* pv = reinterpret_cast(pa);
// pv 现在指向了一个类型为A的对象，这可能是不安全的
...
}