【C++】C++之型別轉換

李春港發表於2020-12-30
C++型別

作者：李春港
出處：https://www.cnblogs.com/lcgbk/p/14209848.html

目錄

一、前言

在C語言中，我們經常會對資料進行型別轉換，但都是強制性的型別裝換，自然就會引發訪問不安全的問題，可能不經意間將指向const物件的指標轉換成非const物件的指標，可能將基類物件指標轉成了派生類物件的指標，這種轉換很容易出bug，需要嚴格審查程式碼才能消除這種隱患，而且這種轉換方式不利於我們審查程式碼，且程式執行時也可能會出bug，所以C++為了提高型別裝換的安全性，關於型別轉換引入了四種方式：static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast，接下來看下其四種型別裝換的應用場景。

二、static_cast

2.1 使用場景

基本資料型別之間的轉換使用，例如float轉int，int轉char等，在有型別指標和void*之間轉換使用，子類物件指標轉換成父類物件指標也可以使用static_cast。

非多型型別轉換一般都使用static_cast，而且最好把所有的隱式型別轉換都是用static_cast進行顯示替換，不能使用static_cast在有型別指標之間進行型別轉換。

2.2 例項

#include <iostream>

using namespace std;

struct Base {
    virtual void Func() { cout << "Base Func \n"; }
};

struct Derive : public Base {
    void Func() override { cout << "Derive Func \n"; }
};

int main() 
{
    float f = 1.23;
    cout << "f " << f << endl;
    int i = static_cast<int>(f);
    cout << "i " << i << endl;

    void *p;
    int *i_p = static_cast<int *>(p);
    void *pi = static_cast<void *>(&f);
    int *pi = static_cast<int *>(&f);  // error invalid static_cast from type ‘float*’ to type ‘int*’

    Derive d;
    d.Func();
    Base *b = static_cast<Base *>(&d); 
    b->Func();
    return 0;
}

三、dynamic_cast

3.1 使用場景

用於將父類的指標或引用轉換為子類的指標或引用，此場景下父類必須要有虛擬函式（只要擁有虛擬函式就行），因為dynamic_cast是執行時檢查，檢查需要執行時資訊RTTI.如果不清楚什麼是RTTI，可以去了解下C++的RTTI機制。

3.2 例項

#include <iostream>

using namespace std;

struct Base {
    virtual void Func() { cout << "Base Func \n"; }
};

struct Derive : public Base {
    void Func() override { cout << "Derive Func \n"; }
};

int main() {
    Derive d;
    d.Func();
    Base *b = dynamic_cast<Base *>(&d);
    b->Func();
    Derive *dd = dynamic_cast<Derive *>(b);
    dd->Func();
    return 0;
}

四、const_cast

4.1 使用場景

用於常量指標或引用與非常量指標或引用之間的轉換，只有const_cast才可以對常量進行操作，一般都是用它來去除常量性，去除常量性是危險操作，還是要謹慎操作。

4.2 例項

int main() {
    int data = 10;
    const int *cpi = &data;

    int *pi = const_cast<int *>(cpi);

    const int *cpii = const_cast<const int *>(pi);
    return 0;
}

五、reinterpret_cast

5.1 使用場景

沒啥場景，類似C語言中的強制型別轉換，什麼都可以轉，萬不得已不要使用，一般前三種轉換方式不能解決問題了使用這種強制型別轉換方式。

5.2 例項

int main() {
    int data = 10;
    int *pi = &data;

    float *fpi = reinterpret_cast<float *>(pi);

    return 0;
}

六、總結

方式 使用場景
static_cast 基本資料型別之間的轉換使用，例如float轉int，int轉char等；子類物件指標轉換成父類物件指標也可以使用static_cast；在有型別指標和void*之間轉換使用，不能使用static_cast在有型別指標之間進行型別轉換。
dynamic_cast 用於將父類的指標或引用轉換為子類的指標或引用，此場景下父類必須要有虛擬函式（只要擁有虛擬函式就行）
const_cast 用於常量指標或引用與非常量指標或引用之間的轉換。
reinterpret_cast 類似C語言中的強制型別轉換，什麼都可以轉，儘量不要使用此方式。

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