static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast和const_cast之间的区别

C-style cast举例：

int i;

double d;

i = (int) d;

上面的代码就是本来为double类型的d，通过(int)d将其转换成整形值，并将该值赋给整形变量i (注意d本身的值并没有发生改变)。这就是典型的c-style类型转换。

下面是一个简单的程序：

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)

{

int i;

double d = 11.29;

i = (int)d;

cout << i << endl;

cout << d << endl;

return 0;

}

输出结果：

11

11.29

我们发现d值本身并没有发生任何变化。

在简单的情况下，上面这种类型转换可以很好地工作，但在C++中往往还是不够的，为此ANSI-C++新标准定义的四个转换符，即

static_cast

dynamic_cast

reinterpret_cast

const_cast

同时在C++环境中，原先的C-Style的类型转换仍旧可以使用。

1) static_cast

用法：static_cast <typeid> (expression)

说明：该运算符把expression转换为typeid类型，但没有运行时类型检查来确保转换的安全性。

用途：

a) 用于类层次结构中基类和派生类之间指针或者引用的转换。

up-casting (把派生类的指针或引用转换成基类的指针或者引用表示)是安全的；

down-casting(把基类指针或引用转换成子类的指针或者引用)是不安全的。

b) 用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，这种转换的安全性也要由开发人员来保证。

c) 可以把空指针转换成目标类型的空指针(null pointer)。

d) 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。

2) dynamic_cast

用法：dynamic_cast <typeid> (expression)

说明：该运算符把expression转换成typeid类型的对象。typeid必须是类的指针、类的引用或者void*。如果typeid是类的指针类型，

那么expression也必须是指针，如果typeid是一个引用，那么expression也必须是一个引用。一般情况下，dynamic_cast用

于具有多态性的类(即有虚函数的类)的类型转换。

dynamic_cast依赖于RTTI信息，其次，在转换时，dynamic_cast会检查转换的source对象是否真的可以转换成target类型，

这种检查不是语法上的，而是真实情况的检查。先看RTTI相关部分，通常，许多编译器都是通过vtable找到对象的RTTI信息

的，这也就意味着，如果基类没有虚方法，也就无法判断一个基类指针变量所指对象的真实类型，这时候，dynamic_cast只能

用来做安全的转换,例如从派生类指针转换成基类指针。而这种转换其实并不需要dynamic_cast参与。也就是说,dynamic_cast

是根据RTTI记载的信息来判断类型转换是否合法的。

用途：主要用于类层次之间的up-casting和down-casting，还可以用于类之间的交叉转换。在进行down-casting时，dynamic_cast

具有类型检查的功能，比static_cast更安全。检测在运行时进行。如果被转换的指针不是一个被请求的有效完整的对象指针，

返回值为NULL。当用于多态类型时，它允许任意的隐式类型转换以及相反过程。不过，与static_cast不同，在后一种情况里

（注：即隐式转 换的相反过程），dynamic_cast会检查操作是否有效。也就是说，它会检查转换是否会返回一个被请求的有

效的完整对象。

注意：dynamic_cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

3) reinterpret_cast

“reinterpret_cast是特意用于底层的强制类型，导致实现倚赖（implementation-dependent)(就是说，不可移植）的结果，例如，将一个指针转型为一个整数，这样的强制转型在底层代码以外应该极为罕见”

用法：reinterpret_cast <typeid>(expression)

说明：转换一个指针为其他类型的指针，也允许将一个指针转换为整数类型，反之亦然。这个操作符能够在非相关的类型之间进行

转换。操作结果只是简单的从一个指针到别的指针的值的二进制拷贝，在类型之间指向的内容不做任何类型的检查和转换。这

是一个强制转换。使用时有很大的风险，慎用之。

注意：reinterpret_cast不能转换掉expression的const、volitale或者__unaligned属性。

4) const_cast

用法：const_cast<typeid>(expression)

说明：这个类型操纵传递对象的const属性，或者是设置或者是移除。如：

Class C{…}

const C* a = new C;

C* b = const_cast<C*>(a);

如果将上面的const_cast转换成其他任何其他的转换，编译都不能通过，出错的信息大致如下：

“…cannot convert from 'const class C *' to 'class C *'”。

下面的代码是四种casting方法的典型用法示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Base

{

public:

int _base;

virtual void printinfo()

{

cout << _base << endl;

}

};

class Derived : public Base

{

public:

int _derived;

virtual void printinfo()

{

cout << _derived << endl;

}

};

int main(void)

{

Base b1;

Derived d1;

int aInt = 10;

long aLong = 11;

float aFloat = 11.11f;

double aDouble = 12.12;

Derived* pd = static_cast<Derived*>(&b1); // down-casting 不安全

Base* pb = static_cast<Base*>(&d1); // up-casting 安全

Derived& d = static_cast<Derived&>(b1); // down-casting 不安全

Base& b = static_cast<Base&>(d1); // up-casting 安全

aInt = static_cast<int>(aFloat); // 基本数据类型转换

void* sth = static_cast<void*>(&aDouble); // 将double指针类型转换成void指针类型

double* bDouble = static_cast<double*>(sth); // 将void指针类型转换成double指针类型

cout << *bDouble << endl;

Base* pb1 = dynamic_cast<Base*>(&d1);

//Derived* pd1 = dynamic_cast<Derived*>(&b1); // 编译时有warning，运行时出错

int bInt = reinterpret_cast<int>(pb1); // 将地址或指针转换成整数

cout << bInt << endl;

pb1 = reinterpret_cast<Base*>(bInt); // 将整数转换成地址或指针

int* cInt = reinterpret_cast<int*>(&aFloat); // 这个转换的结果会出乎意料

cout << (int)*cInt << endl;

const Base* bBase = new Base();

Base* cBase = const_cast<Base*>(bBase);

//Base* dBase = dynamic_cast<Base*>(bBase); // 不能通过编译

//Base* eBase = static_cast<Base*>(bBase); // 不能通过编译

//Base* fBase = reinterpret_cast<Base*>(bBase); // 不能通过编译

return 0;

}