C++ 中定义了 4 种显示类型转换，初学 C++，难免觉得这一部分内容复杂、难以理解（当然我也不例外），但掌握它又是很有必要的，毕竟事物的存在，必有它存在的道理，而这个道理，就是相比其他设计而言（例如传统的 C 风格的类型转换），C++ 的类型转换能够减少出错的概率，我们在前面的文章中也提到过这个设计原则，想成为一名优秀的程序员，该原则值得你谨记在心。
这 4 种类型转换分别是：
- static_cast
- dynamic_cast
- const_cast
- reinterpret_cast
static_cast
static_cast 既可以在对象间进行类型转换（前提是有相应的转换构造函数或转换操作符支持），也可以在指针或引用间做类型转换（一般是父类和子类之间的向上或向下转换），表达式如下
static_cast<new_type>(expression);
下面是一个简单的例子，将 float 类型转换为 int 类型
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
float f = 3.5;
int i1 = f; // C 语言的用法
int i2 = static_cast<int>(f);
cout << i1 << endl;
cout << i2 << endl;
return 0;
}
稍微修改上面的代码，看看如果类型转换针对的是指针类型，会发生什么
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char c = 'a';
int* i1 = (int*)&c; // C 风格，compile ok
int* i2 = static_cast<int*>(&c); // compile error
cout << *i1 << endl;
return 0;
}
可以看到，在 C++ 中，编译器不允许你将一个 char* 类型的指针转换为 int* 类型的，因为这样做可能会产生整型溢出的错误，虽然你依然可以采用 C 风格的强制类型转换达到这一目的，但不建议你这么做，这也是在 C++ 中，为什么要用 _cast 来取代 C 类型转换的原因之一。
但 void* 类型的指针是可以转换为任何其他类型的指针的，这一点也是 C 中常用的技巧：
int score = 90;
void* p = &score;
int* pscore = static_cast<int*>(p);
此外，static_cast 很适合将隐式类型转换显示化，通常，使用显示类型转换是较好的编程习惯。依然以上一篇文章的例子为例：
class dog {
public:
dog(string name) {m_name = name;} // 转换构造函数
operator string () const { return m_name; } // 转换操作符
private:
string m_name;
};
int main() {
string dogname = "dog";
dog d1 = dogname; // a1. 隐式 string->dog
dog d2 = static_cast<dog>(dogname); // a2. 显示 string->dog
string other_dog_name = d2; // b1. 隐式 dog->string
string my_dog_name = static_cast<string>(d2); // b2. 显示 dog->string
cout << my_dog_name << endl;
cout << other_dog_name << endl;
return 0;
};
上面的代码中，注释 a1 和 b1 分别是利用隐式构造函数和隐式操作符实现的隐式类型转换，而注释 a2 和 b2 将它们显示化了 。
前文提到了 static_cast 还可以在父子类之间进行向上或向下的类型转换，要注意的是，子类的继承作用域需要是 public，且转换的对象需要是指针或引用类型
#include <vector>
#include <iostream>
class B {
public:
void hello() const {
std::cout << "Hello world, this is B!\n";
}
};
class D : public B {
public:
void hello() const {
std::cout << "Hello world, this is D!\n";
}
};
int main()
{
D d;
B& br = d; // 通过隐式转换向上转型
br.hello();
D& another_d = static_cast<D&>(br); // 向下转型
another_d.hello();
}
以上代码会输出
Hello world, this is B!
Hello world, this is D!
dynamic_cast
dynamic_cast 主要针对的是有继承关系的类的指针和引用，且要求类中必须要有 virtual 关键字，这样才能提供运行时类型检查，当类型检查发现不匹配时，dynamic_cast 返回 0；实际运用中，dynamic_cast 主要用于向下转型。在 cppreference.com 页面，提供了很好的例子
#include <iostream>
struct Base {
virtual ~Base() {}
};
struct Derived: Base {
virtual void name() {}
};
int main() {
Base* b1 = new Base;
if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b1)) {
std::cout << "downcast from b1 to d successful\n";
d->name(); // 调用安全
}
Base* b2 = new Derived; // 向上转型，可以用 dynamic_cast ，但不必须
if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b2)) {
std::cout << "downcast from b2 to d successful\n";
d->name(); // 调用安全
}
delete b1;
delete b2;
}
上面代码仅输出
downcast from b2 to d successful
另一个 cout 没有输出的原因是 Base* b1 和 Derived* d 类型不一致，转型失败，dynamic_cast 返回为 0。
同样是运行时多态，使用 C++ 的虚函数列表要比 dynamic_cast 在性能上有很大的优势，而且前者能够写出更通用的代码（更少的类型相关的硬编码）。
const_cast
const_cast 在用法上要简单很多，它能够移除 const 引用 或 const 指针 上的 const 属性，需要注意的是
- 被
const引用或const指针指向的变量不能也是const类型 const_cast不能作用于函数指针或成员函数指针上
典型的使用方法如下：
int i = 3;
const int& cri = i;
const int* cpi = &i;
const_cast<int&>(cri) = 4; // i = 4
*const_cast<int*>(&cpi) = 5; // i = 5
上面的 i 不可以是 const 类型，否则程序行为是未定义的，如
const i = 3;
const int& cri = i;
const_cast<int&>(cri) = 4; // 可编译，但行为未定义
#reinterpret_cast
reinterpret_cast 是 C++ 中最危险的转型操作，它可以将指针所指的类型重新解释为其他任意类型，且没有任何检验机制。reinterpret_cast 主要用于这样的场景：先将一个指针转型为另一种类型（通常为 void*），在使用前，再把它转型为原始类型，如下：
int* a = new int();
void* b = reinterpret_cast<void*>(a);
int* c = reinterpret_cast<int*>(b);
但实际上，这样的使用方法完全可以用 static_cast 代替，即
int* a = new int();
void* b = static_cast<void*>(a);
int* c = static_cast<int*>(b);
所以，如果不能保证一定安全，尽量避免使用这种转型。
总结
C++ 除了支持以上 4 种转型方式，还兼容 C 风格的转型，但读了本文后，你可以把 C 风格的转型看成是 static_cast 、const_cast 和 reinterpret_cast 这 3 种转型的并集。所以，我们更应该使用 C++
风格的转型，而不是 C 风格的，原因是：
- 在做 coding review 时，你可以通过搜索
_cast关键字，来查看代码中哪些地方用到了转型操作 - 每种 C++ 转型都有其使用限制，而 C 转型却没有
- C++ 的转型具备运行时识别能力
参考：
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