C++ 的几种 cast 运算符到底是什么？与 C 风格的类型转换 (T)value 有什么区别和联系？
网上的文章但凡有提到 static_cast、const_cast、reinterpret_cast、dynamic_cast 的，都会语重心长的说，他们克服了 C 风格的类型转换的缺点，应当使用它们。
可是，C 风格的到底有什么坏处？C++的这些 cast 又有什么好处呢？
昨天以前，我连这些 cast 是什么都不知道（很惭愧）。昨天因为同事们提到这件事，于是小小研究了一下。一些实验代码如下：
1、无继承的类型转换
| class A {
};
class B { public: operator A() { return A(); } };
int main() { B b; A a = (A)b; // 执行 operator A() A a2 = static_cast<A>(b); // 执行 operator A() A a3 = dynamic_cast<A>(b); // 不允许 A a4 = reinterpret_cast<A>(b); // 不允许 A a5 = const_cast<A>(b); // 不允许
return 0; } |
2、const_cast
| struct A { int m;
A(int m = 0) : m(m) {
} };
int main() { const A a;
A a2 = (A)a; // 允许，(A) 有没有都一样，a2 是个新变量 a2.m = 1; // a2 的改变不影响 a
A &a3 = (A &)a; // 允许 a3.m = 2; // 影响 a // A &a4 = a; // 不允许，const 限定起作用了 A *pa5 = (A *)&a; // 允许 pa5->m = 3; // 影响 a // A *pa6 = &a; // 不允许，const 限定起作用了
// A aa2 = const_cast<A>(a); // 不允许
A &aa3 = const_cast<A &>(a); // 允许 aa3.m = 2; // 影响 a A *paa5 = const_cast<A *>(&a); // 允许 paa5->m = 3; // 影响 a
const int i = 0; const int &i2 = i; const int *pi3 = &i; // int j = const_cast<int>(i); // 不允许 int &j2 = const_cast<int &>(i2); // 允许 int *pj3 = const_cast<int *>(pi3); // 允许
return 0; } |
从第1点的试验，加上外界资料的说明，看上去const_case 只允许具有不同cv限定符的同类型之间的转换。
值得注意的是，如果类型A不是指针或引用，不能使用const_cast（使用了也无意义，见 A a2 = (A)a 这一行）
在 const_cast 可以使用的情形，(T)value 形式都可以使用，(T)value 在功能上完全覆盖 const_cast。
2、reinterpret_cast
| class A { public: operator int *() { return nullptr; } };
int main() { int i = 0; double d = 1.0; int *p = nullptr;
// int di = reinterpret_cast<int>(d); // 不允许 int pi = reinterpret_cast<int>(p); // 允许 // int pi2 = static_cast<int>(p); // 不允许 // double id = reinterpret_cast<double>(i);// 不允许 // double pd = reinterpret_cast<double>(p);// 不允许 int *ip = reinterpret_cast<int *>(i); // 允许 // int *ip2 = static_cast<int *>(i); // 不允许 // int *dp = reinterpret_cast<int *>(d); // 不允许
A a; int *pa = (int *)a; // 允许 int *pa2 = static_cast<int *>(a); // 允许 // int *p2 = reinterpret_cast<int *>(a); // 不允许
return 0; } |
看上去，reinterpret_cast 可以理解为在指针和数值之间转换的一种方式，无关任何运算符重载，仅仅把指针转为字面值，或者把数字转为指针，转换的过程中值没有任何改变，只是告诉编译器不要报类型不匹配而已。
另外，在reinterpret_cast可以使用的情形，static_cast 是不可以使用的，除非定义了相应的类型转换运算符。
在 reinterpret_cast 可以使用的情形，(T)value 的方式同样可以完全胜任，(T)value 在功能上完全覆盖 reinterpret_cast。
dynamic_cast 我自认为还是理解的，就不试了。
综上，我的理解如下：
1、static_cast + const_cast + reinterpret_cast = (T)value
C++ 把原来C风格的的这三个cast拆分成了三个，三者相互正交。大多数情况下，应该是 static_cast 在取代着 (T)value；只是在去除 cv 限定符的时候，换用 const_cast；在取指针字面值的时候，换用 reinterpret_cast。类型转换运算符 operator T() 由 static_cast 负责执行。
2、dynamic_cast 是 C++ 新增的，用于多态的情形，且只允许转换具有多态关系的继承树上的类型的指针和引用，不允许转换类型本身。它不是针对 (T)value而出现的，两者没有任何竞争关系，只是取决于不同的需求。
（不知这样理解是否正确，请批评指正~）
至于网上推崇用新写法，是不是为了更细化而容易理解？有没有什么是 (T)value 做不到而 *_cast 能做到的？或者反过来？
