c++強制類型轉換：dynamic_cast、const_cast 、static_cast、reinterpret_cast

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一、介紹

dynamic_cast:?? 通常在基類和派生類之間轉換時使用
const_cast:?? 主要針對const和volatile的轉換
static_cast:?? 一般的轉換(no?run-time?check)通常，如果你不知道該用哪個，就用這個。???
reinterpret_cast:?? 用于進行沒有任何關聯之間的轉換，比如一個字符指針轉換為一個整形數。

1）static_cast<T*>(a)
編譯器在編譯期處理
將地址a轉換成類型T，T和a必須是指針、引用、算術類型或枚舉類型。
表達式static_cast<T*>(a), a的值轉換為模板中指定的類型T。在運行時轉換過程中，不進行類型檢查來確保轉換的安全性。
static_cast它能在內置的數據類型間互相轉換，對于類只能在有聯系的指針類型間進行轉換。可以在繼承體系中把指針轉換來、轉換去，但是不能轉換成繼承體系外的一種類型

class A { ... };
class B { ... };
class D : public B { ... };
void f(B* pb, D* pd)
{D* pd2 = static_cast<D*>(pb);        // 不安全, pb可能只是B的指針B* pb2 = static_cast<B*>(pd);        // 安全的A* pa2 = static_cast<A*>(pb);        //錯誤A與B沒有繼承關系
   ...
}

2）dynamic_cast<T*>(a)
在運行期，會檢查這個轉換是否可能。
完成類層次結構中的提升。T必須是一個指針、引用或無類型的指針。a必須是決定一個指針或引用的表達式。
dynamic_cast 僅能應用于指針或者引用，不支持內置數據類型
表達式dynamic_cast<T*>(a) 將a值轉換為類型為T的對象指針。如果類型T不是a的某個基類型，該操作將返回一個空指針。
它不僅僅像static_cast那樣，檢查轉換前后的兩個指針是否屬于同一個繼承樹，它還要檢查被指針引用的對象的實際類型，確定轉換是否可行。
如果可以，它返回一個新指針，甚至計算出為處理多繼承的需要的必要的偏移量。如果這兩個指針間不能轉換，轉換就會失敗，此時返回空指針（NULL）。
很明顯，為了讓dynamic_cast能正常工作，必須讓編譯器支持運行期類型信息（RTTI）。

3）const_cast<T*>(a)
編譯器在編譯期處理
去掉類型中的常量，除了const或不穩定的變址數，T和a必須是相同的類型。
表達式const_cast<T*>(a)被用于從一個類中去除以下這些屬性：const, volatile, 和 __unaligned。

class A { ... };
void f()
{const A *pa = new A;//const對象A *pb;//非const對象//pb = pa; // 這里將出錯，不能將const對象指針賦值給非const對象pb = const_cast<A*>(pa); // 現在OK了
   ...
}

對于本身定義時為const的類型，即使你去掉const性，在你操作這片內容時候也要小心，只能r不能w操作，否則還是會出錯：

const char* p = "123"; 
char* c = const_cast<char*>(p); 
c[0] = 1;   //表面上通過編譯去掉了const性，但是操作其地址時系統依然不允許這么做。

const_cast操作不能在不同的種類間轉換。相反，它僅僅把一個它作用的表達式轉換成常量。它可以使一個本來不是const類型的數據轉換成const類型的，或者把const屬性去掉。
盡量不要使用const_cast,如果發現調用自己的函數，竟然使用了const_cast，那就趕緊打住，重新考慮一下設計吧。

4）reinterpret_cast<T*>(a)
編譯器在編譯期處理
任何指針都可以轉換成其它類型的指針，T必須是一個指針、引用、算術類型、指向函數的指針或指向一個類成員的指針。
表達式reinterpret_cast<T*>(a)能夠用于諸如char* 到 int*，或者One_class* 到 Unrelated_class*等類似這樣的轉換，因此可能是不安全的。

class A { ... };
class B { ... };
void f()
{A* pa = new A;void* pv = reinterpret_cast<B*>(pa);// pv 現在指向了一個類型為B的對象，這可能是不安全的
    ...
}

使用reinterpret_cast 的場合不多，僅在非常必要的情形下，其他類型的強制轉換不能滿足要求時才使用。

二 、static_cast? vs reinterpret_cast?

reinterpret_cast是為了映射到一個完全不同類型的意思，這個關鍵詞在我們需要把類型映射回原有類型時用到它。我們映射到的類型僅僅是為了故弄玄虛和其他目的，這是所有映射中最危險的。(這句話是C++編程思想中的原話)?
static_cast 和 reinterpret_cast 操作符修改了操作數類型。它們不是互逆的；?
static_cast 在編譯時使用類型信息執行轉換，在轉換執行必要的檢測(諸如指針越界計算, 類型檢查). 其操作數相對是安全的。
另一方面；reinterpret_cast是C++里的強制類型轉換符,操作符修改了操作數類型,但僅僅是重新解釋了給出的對象的比特模型而沒有進行二進制轉換。
例子如下：

int n=9; 
double d=static_cast < double > (n); 

上面的例子中, 我們將一個變量從 int 轉換到 double。這些類型的二進制表達式是不同的。 要將整數 9 轉換到 雙精度整數 9，static_cast 需要正確地為雙精度整數 d 補足比特位。其結果為 9.0。
而reinterpret_cast 的行為卻不同:

int n=9; 
double d=reinterpret_cast<double & > (n);

這次, 結果有所不同. 在進行計算以后, d 包含無用值. 這是因為 reinterpret_cast 僅僅是復制 n 的比特位到 d, 沒有進行必要的分析.?
因此, 你需要謹慎使用 reinterpret_cast.
reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數指針類型之間進行轉換。
例如，假設你有一個函數指針數組：

typedefvoid(*FuncPtr)();//FuncPtr is一個指向函數的指針，該函數沒有參數,返回值類型為void
FuncPtrfuncPtrArray[10];//funcPtrArray是一個能容納10個FuncPtrs指針的數組

讓我們假設你希望（因為某些莫名其妙的原因）把一個指向下面函數的指針存入funcPtrArray數組：

int doSomething();  

?你不能不經過類型轉換而直接去做，因為doSomething函數對于funcPtrArray數組來說有一個錯誤的類型。在FuncPtrArray數組里的函數返回值是void類型，而doSomething函數返回值是int類型。

funcPtrArray[0] = &doSomething;//錯誤！類型不匹配  

? reinterpret_cast可以讓你迫使編譯器以你的方法去看待它們：

funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething);  

? 轉換函數指針的代碼是不可移植的（C++不保證所有的函數指針都被用一樣的方法表示），在一些情況下這樣的轉換會產生不正確的結果.