四大强制类型转换

• 使用强制类型转换意味着放弃c++的安全保障

static_cast

• 语法

  static_cast <type-id> ( expression )
  

• 作用

  将表达式转换为 type-id 类型

• 注意

  1. 没有运行期类型检查来保证转换的安全性
  2. static_cast 操作符可用于如将指向基类的指针转换为指向派生类的指针等操作。这种转换并不总是安全的
     1. 上⾏转换：把派⽣类的指针或引⽤转换成基类是安全的
     2. 下⾏转换：把基类的指针或引⽤转换为派⽣类表示,由于没有动态类型检查，所以不安全
  3. 一般而言，如果要将枚举等数值数据类型转换为整数，或者将整数转换为浮点数，并且确定转换中涉及的数据类型，可以使用 static_cast
  4. 把空指针转换成目标类型的空指针
  5. ⽤于基本数据类型之间的转换，转换的安全由开发人员来保证
  6. 把任何类型的表达式转换成void类型
  7. 无法转换 const、volatile
  8. 使用应该仅限于性能关键型代码；若要发布，则用safe _ cast(safe_cast (C++/CLI and C++/CX) | Microsoft Learn) 替换它

dynamic_cast

• 语法

  dynamic_cast < type-id > ( expression )
  

• 作用

  将expression转换为类型为 type-id 的对象

• 注意

  1. type-id 必须是指向先前定义的class类型或“指向 void 的指针”的指针或引用
  2. 如果 type-id 是指针，则expression的类型必须是指针; 如果 type-id 是引用,则expression的类型必须是引用
  3. 尽管 Dynamic _ cast 转换更安全，但 Dynamic _ cast 只能在指针或引用上工作，并且运行时类型检查是开销
  4. dynamic本身只能⽤于存在虚函数的⽗⼦关系的强制类型转换
     1. 对于指针，转换失败则返回 nullptr。但当 type-id 是指向值类型的内部指针时，Dynamic _ cast 将不再引发异常，转换将在运行时失败
     2. 对于引⽤，转换失败会抛出异常

reinterpret_cast

• 语法

  reinterpret_cast < type-id > ( expression )
  

• 作用

  允许将任何指针转换为任何其他指针类型。还允许将任何整数类型转换为任何指针类型

• 注意

  1. 错误地使用reinterpret_cast风险较高。除非所需的转换本身是低级的，否则应该使用其他强制转换运算符之一

  2. reinterpret_cast的结果除了被强制转换回其原始类型之外，不能安全地用于其他任何用途。其他用途平台移植性差

  3. reinterpret_cast不能去掉const、volatile

  4. 转换过程仅仅只是比特位的拷贝

  5. 一个实际用途是在hash函数中,它将值映射到索引，这样两个不同的值很少会以相同的索引结束

     #include <iostream>
     using namespace std;
     
     // Returns a hash code based on an address
     unsigned short Hash( void *p ) {
        unsigned int val = reinterpret_cast<unsigned int>( p );
        return ( unsigned short )( val ^ (val >> 16));
     }
     
     using namespace std;
     int main() {
        int a[20];
        for ( int i = 0; i < 20; i++ )
           cout << Hash( a + i ) << endl;
     }
     
     Output:
     64641
     64645
     64889
     64893
     64881
     64885
     64873
     64877
     64865
     64869
     64857
     64861
     64849
     64853
     64841
     64845
     64833
     64837
     64825
     64829
     

const_cast

• 语法

  const_cast <type-id> (expression)
  

• 作用

  移除expression的 const、 volatile属性

• 注意

  1. 根据引用对象的类型，通过生成的指针、引用或指向数据成员的指针进行写操作可能会产生未定义行为
  2. 不能使用 const _ cast 运算符直接覆盖const变量的常量状态

reference

Casting Operators | Microsoft Learn

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