C++的4种类型转换关键字及其特点

C++中有四种类型转换关键字，分别是reinterpret_cast,static_cast,const_cast,dynamic_cast.这是C++

为了减少强制转换的副作用，并且在查错时使程序员能够快速定位（总是最值得怀疑的）强制转换，在标准C++中新增加了4个关键字*_cast，用来提倡一种全新的C++显式转换语法：

∗_cast<type−id>(expression)*\_cast (expression)

reinterpret_cast

主要用在底层代码中，实现任意指针之间的转换和指针与整数之间的转换，这是一种最有可能出问题的最不安全的类型转换。只是在下面的情形，才需要使用这种类型转换：当需要使用时，所得到的东西已经不同了，为了使它能够用于原来的目的，必须再次把它转换回来。例如：

const int sz = 100; // 定义数组大小，标准C++提倡用常型变量（而不是常数或
// 符号常量宏）
struct X {int a[sz];}; // 只包含一个整数数组的结构
X x; // 定义结构变量，此时结构中的数组元素的值无意义（需要初始化）
int *px = reinterpret_cast<int *> (&x); // 为了初始化，先把结构转化为int数组
for (int *i = px; i < px + sz; i++) *i = 0; // 将每个数组元素的值初始化为0
print(reinterpret_cast<X *> (px)); // 重新转换成结构指针，以便使用
// 也可以直接使用原来的标识符x
// 此语句相当于print(&x);

使用reinterpret_cast通常是一种不明智且不方便的编程方式。但是在必须使用时，它也是非常有用的。

2. static_cast

用于强制类型隐式转换，可以用于指针之间、引用之间或者基础类型之间的转换。应用到类的指针上，意思是说它允许子类类型的指针转换为父类类型的指针（这是一个有效的隐式转换）。

注意：被转换的父类没有被检查是否与目的类型相一致。

代码：

class Base {};
class Derived : public Base {};
Derived *a = new Derived ;
Base *b = static_cast<Base *>(a);
'static_cast'除了操作类型指针，也能用于执行类型定义的显式的转换，以及基础类型之间的标准转换:
代码:
double d = 3.14159265;
int i = static_cast<int>(d);

3、dynamic_cast

主要只用于对象的指针和引用。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。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.

通常用来执行一种安全的向下类型转换（downcast）操作，用于在一个类继承层次上向下移动。

因为每个派生类的基类都只有一个，而且派生类本身又包含了几乎所有的基类信息（private型的除外），所以向上的类型转换（upcast）总是唯一的和比较安全的（可以使用static_cast转换）。

而一个基类往往有多个派生类，而且派生类中一般会在基类的基础上添加了一些特有的数据和操作，所以向下的类型转换总是多态的和不太安全的。

dynamic_cast提供了一种安全的向下类型转换操作，只有当类型转换是正确的并且转换取的成功，返回值才是所需要的指针；否则它将返回0(空指针NULL)，表示不是正确的类型。

class Pet {……};
class Dog : public Pet {……};
class Cat : public Pet {……};
……
Pet *pPet = new Cat; // 向上的类型转换
Dog *pDog = dynamic_cast<Dog *>(pPet); // 类型错误，返回0(NULL)
Cat *pCat = dynamic_cast<Cat *>(pPet); // 类型正确，返回指针
Cat *pCat = static_cast<Cat *>(pPet); // 正确，减少运行时的开销

4.const_cast

用来去除指针或者引用的常量性，即

const_cast (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。

一、常量指针被转化成非常量的指针，并且仍然指向原来的对象；

二、常量引用被转换成非常量的引用，并且仍然指向原来的对象；

const int i = 0;
int *pi;
pi = &i; // 错误
pi = (int *)&i; // 被反对
pi = const_cast<int *>(&i); // 完美
long *pl = const_cast<long *>(&i); // 错误
volatile int k = 0;
int *pk = const_cast<int *>(&k); // 正确

在这四种强制转换中，static_cast最常用（目前还没有流行起来，但是被标准C++着力提倡）、dynamic_cast最重要、const_cast也有用、而reinterpret_cast则很少被使用。