【C++中的类型转换】C语言类型转换与C++类型转换对比，以及4种C++类型转换详解

C语言中的类型转换

在C语言中，类型转换有隐式类型转换和强制类型转换，例：

1. 隐式类型转换

可以转换基础类型，指针类型不能隐式类型转换。

int a = 97;
char c1 = a; //隐式类型转换
cout << c1 << endl;  //打印结果为字符 'a'

2. 强制类型转换

char p1[] = "abcdefg";
int* p2 = (int*)p1; //强制类型转换
//int* p2 = p1; //注意：指针类型不能隐式类型转换
//错误(活动)	E0513	不能将 "char *" 类型的值分配到 "int *" 类型的实体	
cout << p2 << endl; //打印结果为字符串地址

C++中的类型转换

在C++中一共提供了4种类型转换，他们分别是

• static_cast：静态类型转换；
• reinterpret_cast：重新解释类型；
• dynamic_cast：动态类型转换；
• const_cast：const只读类型变量转为非const变量；

这四种类型转换分别应用于各自的应用场景，一般不能混场景使用，否则可能会出现问题，下面分别举例说明，并结合程序详细分析。

1. static_cast

静态类型转换，对应于C语言中的隐式类型转换场景，可以转换基础数据类型，但是不能转换指针类型。该类型转换会在编译时进行类型检查。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	//1.转换基础数据类型
	int a = 97;
	char b = static_cast<char>(a);
	cout << b << endl;

	//2.转换指针类型
	char str[] = "static_cast";
	int* p;
	//报错
	//p = static_cast<int*>(str);
	//错误	C2440	“static_cast” : 无法从“char[12]”转换为“int* ”	
	//错误(活动)	E0171	类型转换无效	
	//解决方法，强制转换
	p = reinterpret_cast<int*>(str); //相当于 p = (int*)str; //强制类型转换
	cout << p << endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

2. reinterpret_cast

重新解释类型，可用于转换指针，但是不能转换基础数据类型。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	//1.转换指针类型
	char str[] = "reinterpret_cast";
	int* p;
	p = reinterpret_cast<int*>(str); //相当于 p = (int*)str; //强制类型转换
	cout << p << endl;

	//2.转换基础数据类型
	int a = 97;
	char b;
	//b = reinterpret_cast<char>(a);
	//错误	C2440	“reinterpret_cast” : 无法从“int”转换为“char”
	//错误(活动)	E0171	类型转换无效	
	
	system("pause");
	return 0;
}

3. dynamic_cast

动态类型转换，会进行动态类型检查，应用场景是在多态场景中（子类对象传给父类指针或引用），可以动态检查子类的类型，下面通过程序举例说明：

#include <iostream>
using namespace std;

class GetArea
{
public:
	virtual double get_area(int a, int b) = 0;
};

class Square : public GetArea
{
public:
	virtual double get_area(int a, int b)
	{
		return a * b;
	}
	void print_Square()
	{
		cout << "Is Square" << endl;
	}
};

class Triangle : public GetArea
{
public:
	virtual double get_area(int a, int b)
	{
		return a * b * 0.5;
	}
	void print_Triangle()
	{
		cout << "Is Triangle" << endl;
	}
};

void print_area(int a, int b, GetArea* g)
{
	cout << g->get_area(a, b) << endl;

	//使用 dynamic_cast 进行动态类型检查
	if (dynamic_cast<Square*>(g))
	{
		Square* s_temp = dynamic_cast<Square*>(g);
		s_temp->print_Square();
	}
	else if (dynamic_cast<Triangle*>(g))
	{
		Triangle* t_temp = dynamic_cast<Triangle*>(g);
		t_temp->print_Triangle();
	}
	else
	{
		cout << "Is Parent Class" << endl;
	}
}

int main()
{
	Square		s;
	Triangle	t;
	print_area(10, 10, &s);
	print_area(10, 10, &t);
	
	system("pause");
	return 0;
}

运行程序并查看打印结果

可以看到，通过dynamic_cast自动检查出了传入的子类究竟是矩形类还是三角形类。在上面的基础上添加代码继续分析以下两种情况，一是使用其他转换对子类父类进行转换，二是将类转换为另一种类。具体分析如下：  

class GetLen{};

void func_test()
{
		GetArea* g = NULL;
		Square* s = NULL;
		g = s; //子类可以传给父类 //类型兼容性原则
		//s = g; //不能直接将父类传给子类
		//错误	C2440	“ = ”: 无法从“GetArea * ”转换为“Square * ”	
		//错误(活动)	E0513	不能将 "GetArea *" 类型的值分配到 "Square *" 类型的实体	
		s = dynamic_cast<Square*>(g); //ok
		s = static_cast<Square*>(g); //ok
		s = reinterpret_cast<Square*>(g); //ok

		GetLen* gl = NULL;; //其他类
		//g = dynamic_cast<GetArea*>(gl);
		//错误	C2683	“dynamic_cast” : “GetLen”不是多态类型	
		//错误(活动)	E0698	运行时 dynamic_cast 的操作数必须包含多态类类型	

		//g = static_cast<GetArea*>(gl); //err
		//错误	C2440	“static_cast” : 无法从“GetLen * ”转换为“GetArea* ”	
		//错误(活动)	E0171	类型转换无效	

		g = reinterpret_cast<GetArea*>(gl); //ok
}

4. const_cast

应用场景是去除只读属性，但有一个前提是内存本身必须是可以修改的。

#include <iostream>
using namespace std;

void MyPrintStr1(const char* str) //const char* str，对实参设置只读属性，防止误修改
{
	cout << str << endl;
}

void MyPrintStr2(const char* str)
{
	cout << str << endl;
	//str[0] = 'H'; //需要修改实参的场景，但const只读属性，无法修改内存
	char* temp = NULL;
	temp = const_cast<char*>(str);
	temp[0] = 'H';

	cout << str << endl;
}

int main()
{
	//1.在堆栈上分配内存
	char str1[] = "how to use const_cast";
	MyPrintStr2(str1);

	//2.使用常量区字符串(内存的常量区不可修改)
	const char* pStr = "how to use const_cast";
	MyPrintStr1(pStr);
	//MyPrintStr2(pStr);
	//引发了异常: 写入访问权限冲突。temp 是 0xDD9BF4。

	//3.const 类型的字符串
	const char str2[] = "how to use const_cast";
	MyPrintStr2(str2);
	
	system("pause");
	return 0;
}

在测试函数中，我们分了三种情况，可以看出第1、3种情况可以正常通过const_cast去除只读属性，从而达到修改内存数据的目的，而第2种情况却出现了异常。这是因为，第1、3种情况虽然对字符串增加了只读属性，但是内存本身是在栈上分配的，而栈内存本身是可以修改的，所以运行成功。而第二种情况是使用了常量区（全局区）的内存，这段内存是不可修改的，所以即使我们使用const_cast去除了字符串的只读属性，也无法正常运行，这是因为内存本身不可修改的原因。所以，在使用const_cast的时候，首先要知道，const属性的变量是在哪分配的内存，该内存本身是否可以修改。

总结

一般C语言中能进行隐式类型转换的，都可以用 static_cast进行类型转换，指针不能进行隐式类型转换，也不能用static_cast转换；reinterpret_cast强制类型转换，重新解释类型，但不能用于C语言中能进行隐式类型转换的情况，也就是说static_cast和reinterpret_cast各司其职，不能混用；通过static_cast和reinterpret_cast，覆盖了C语言中的类型转换功能。dynamic_cast运行时类型识别，可用于区分子类。const_cast用于去除只读属性。

static_cast与dynamic_cast区别：static_cast是静态类型转换，在编译时进行类型检查；dynamic_cast是动态类型转换，在运行时进行类型检查。