C++中的static_cast, dynamic_cast和reinterpret_cast

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static_cast

用于“良性”和“适度良性”转换，包括不用强制转换（如自动类型转换）。static_cast全部用于明确定义的转换，包括编译器允许我们所做的不用强制转换的“安全”转换和不太安全但清楚定义的转换。

用法：static_cast < type-id > ( expression) 
该运算符把expression转换为type-id类型，但没有在运行时进行类型检查来保证转换的安全性。static_cast包含的类型转换包括一下几种：

A、典型的非强制变换

B、窄化（有信息丢失）变换

C、使用void*的强制变换

D、隐式类型变换

E、类层次的静态定位

　　a. 向上转换是安全的，即将子类的指针或引用转换为基类
　　b. 向下转换是不安全的，即将基类指针或引用转换成子类，因为是静态转换，没有在运行时进行类型检查，应使用dynamic_cast。

int i = 0x7fff;  // max pos value = 32767
long l = 0;
float f = 1.0f;

// A: typeical castless conversions:
l = static_cast<long>(i);

// B: narrowing conversions:
i = static_cast<int>(f);

// C: forcing a conversion from void* :
void* pvoid = &i;
float* pf = static_cast<float*>(pvoid);

// D: Implicit type conversions, normally performed by the compiler
double d = 0.0;
int x = d; // Automatic type conversion
x = static_cast<int>(d);  // More explicit

 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。

当使用dynamic_cast来试着向下类型转换一个特定的类型，仅当类型转换是争取的并且是成功的时，返回值是一个指向所需类型的指针，否则它将返回0来表示转换失败。

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。

#include <iostream>
using namespace std;

class CPet { public : virtual ~CPet() {} };
class CDog : public CPet {};
class CCat : public CPet {};

int main()
{
    CPet* pPet = new CCat; // Upcast, safe
    // Try to cast it to CCat* :
    CCat* pCat = dynamic_cast<CCat*>(pPet); // cast success
    // Try to cast it to CDog* :
    CDog* pDog = dynamic_cast<CDog*>(pPet); // cast fail

    cout << "pDog = " << (long)pDog << endl;
    cout << "pCat = " << (long)pCat << endl;
}

 在上面的代码段中，将pPet向下转换为CCat*类型成功了（因为CPet* pPet = new CCat;），转换为CDog*类型失败了，说明dynamic_cast会进行类型检测。

当使用dynamic_cast时，必须对一个真正多态的层次进行操作（即它含有虚函数），这是因为dynamic_cast使用了存储在VTABLE中的信息来判断实际的类型。

注意：无论何时进行向下类型转换，我们都应该进行类型检查以确保转换是成功的（即返回值非0）。但我们不用确保指针要完全一样，因为通常在向上和向下类型转换时指针会进行调整（特别是多重继承的情况下）。

dynamic _cast运行时需要一点额外的开销，不多，但是执行大量的dynamic_cast时就说明我们的设计有问题了，也会导致性能损失。在进行向下转换时，如果我们已经明确知道是什么类型，就可以使用static_cast，以避免调用dynamic_cast产生的额外开销。比如上面的将pPet向下转换为CCat*类型，可以这样写：

CCat* pCat = static_cast<CCat*>(pPet);

reinterpret_cast

这是最不安全的一种转换机制，最有可能出问题。reinterpret_cast把对象假象为模式（为了某种隐秘的目的），仿佛它是一个完全不同的类型对象。这是低级的位模式，C因此而名称不佳。在使用reinterpret_cast做任何事之前，实际上总是需要reinterpret_cast回到原来的类型（或者把变量看做是它原来的类型）。说白了，就是将原来的类型隐藏起来，用的时候再转换回去，否则编译失败。

用法：reinterpret_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，
在把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。

const_cast

const_cast用来修改类型的const或volatile属性，即可以将const转换为非const以及volatile转换为非volatile，这是const_cast唯一允许的转换。除了const 或volatile修饰之外， type_id和exdivssion的类型是一样的。
用法：const_cast< type-id > (expression)
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; //comile 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。

简单总结一下：

dynamic_cast:   通常在基类和派生类之间转换时使用；
const_cast:   主要针对const和volatile的转换.   
static_cast:   一般的转换，如果你不知道该用哪个，就用这个。   
reinterpret_cast:   用于进行没有任何关联之间的转换，比如一个字符指针转换为一个整形数。

 

参考资料：

http://blog.csdn.net/Lambol_8309/article/details/4534338

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a84e45b0100f57m.html