技術標籤：c++

大家好，我是程式喵，今天我們放鬆下，看一些型別轉換的知識點！

眾所周知C++關於型別轉換引入了四種方式：

• static_cast
• const_cast
• dynamic_cast
• reinterpret_cast

1. 為什麼要引入這幾種型別轉換，它與C語言中的強制型別轉換有什麼區別？

2. 這四種類型轉換分別應用在什麼場景？

C++為什麼要引入這幾種強制型別轉換？

我們都知道C++完全相容C語言，C語言的轉換方式很簡單，可以在任意型別之間轉換，但這也恰恰是缺點，因為極其不安全，可能不經意間將指向const物件的指標轉換成非const物件的指標，可能將基類物件指標轉成了派生類物件的指標，這種轉換很容易出bug，需要嚴格審查程式碼才能消除這種隱患，但是C這種轉換方式不利於我們審查程式碼，且程式執行時也可能會出bug。

而C++引入的這幾種型別轉換可以完美的解決上述問題，不同場景下不同需求使用不同的型別轉換方式，同時有利於程式碼審查。

下面詳細介紹這四種類型轉換的使用場景：

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;
}
 

使用場景：基本資料型別之間的轉換使用，例如float轉int，int轉char等，在有型別指標和void*之間轉換使用，子類物件指標轉換成父類物件指標也可以使用static_cast。

非多型型別轉換一般都使用static_cast，而且最好把所有的隱式型別轉換都是用static_cast進行顯示替換，不能使用static_cast在有型別指標之間進行型別轉換。

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;
}
 

使用場景：用於將父類的指標或引用轉換為子類的指標或引用，此場景下父類必須要有虛擬函式，因為dynamic_cast是執行時檢查，檢查需要執行時資訊RTTI，而RTTI儲存在虛擬函式表中，關於虛擬函式表具體可以看我的這篇文章：面試系列之C++的物件佈局

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;
}

使用場景：用於常量指標或引用與非常量指標或引用之間的轉換，只有const_cast才可以對常量進行操作，一般都是用它來去除常量性，去除常量性是危險操作，還是要謹慎操作。

reinterpret_cast

使用方式：

int main() {
    int data = 10;
    int *pi = &data;

    float *fpi = reinterpret_cast<float *>(pi);

    return 0;
}

使用場景：沒啥場景，類似C語言中的強制型別轉換，什麼都可以轉，萬不得已不要使用，一般前三種轉換方式不能解決問題了使用這種強制型別轉換方式。