C++四種cast使用詳細(xì)介紹

更新時(shí)間：2022年07月26日 15:48:24 作者：三貝勒文子

本文主要介紹了C++四種cast使用詳細(xì)介紹，今天我們要來(lái)講的是顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，C++提供了四種顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，分別是：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast，感興趣的可以了解一下

在C++中，我們經(jīng)常使用到類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，像把一個(gè)int類(lèi)型轉(zhuǎn)換成char類(lèi)型，一個(gè)int類(lèi)型轉(zhuǎn)換成double類(lèi)型，這些轉(zhuǎn)換屬于隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換。而今天我們要來(lái)講的是顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換。C++提供了四種顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，分別是：static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast。

一、static_cast

static_cast的定義為：

static_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類(lèi)型，expression是被轉(zhuǎn)換的對(duì)象或者表達(dá)式。

static_cast一般用于隱式轉(zhuǎn)換，當(dāng)type_name和express至少有一方可以隱式轉(zhuǎn)換時(shí)，則可以用static進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換?？梢杂糜诔Ｒ?jiàn)的int、float、double等類(lèi)型轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換成功返回true，否則返回false（相當(dāng)于C語(yǔ)言中的強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換）。

1、基本數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換

double serven_double_1 = 1.2;
std::cout<<serven_double_1<<std::endl;
 
int serven_int_1 = static_cast<int>(serven_double_1);
std::cout<<serven_int_1<<std::endl;
 
double serven_double_2 = static_cast<double>(serven_int_1);
std::cout<<serven_double_2<<std::endl;

運(yùn)行結(jié)果：基本類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，可以看到double類(lèi)型轉(zhuǎn)換成int類(lèi)型后丟失了精度，這一點(diǎn)跟reinterpret_cast不一樣，reinterpret_cast是底層二進(jìn)制的強(qiáng)制拷貝和語(yǔ)義轉(zhuǎn)換，所以不會(huì)丟失精度，后面會(huì)講到。

2、指針和void指針的轉(zhuǎn)換

int* serven_int_2 = new int(2);
void * serven_void_1 = static_cast<void*>(serven_int_2);
int *serven_int_3 = static_cast<int*>(serven_void_1);
*serven_int_2 = 6;
 
std::cout<<*serven_int_2<<std::endl;
std::cout<<*serven_int_3<<std::endl;
std::cout<<serven_void_1<<std::endl;
std::cout<<serven_int_2<<std::endl;
std::cout<<serven_int_3<<std::endl;

運(yùn)行結(jié)果：void指針和其他類(lèi)型的指針進(jìn)行轉(zhuǎn)化的時(shí)候，他們都是指向同一個(gè)地址。

3、父類(lèi)和子類(lèi)之間的轉(zhuǎn)換

class SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_PARENT(){}
    void Function(){
        std::cout<<"PARENT"<<std::endl;
    }
};
 
class SERVEN_CHILD : public SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_CHILD(){}
    void Function(){
        std::cout<<"CHILD"<<std::endl;
    }
};
 
 
void main(){
 
    SERVEN_PARENT* ser_par = new SERVEN_PARENT();
    ser_par->Function();
    SERVEN_CHILD* ser_chi = static_cast<SERVEN_CHILD*>(ser_par);
    ser_chi->Function();
 
}

運(yùn)行結(jié)果：在main函數(shù)第二行中定義了一個(gè)ser_chi，是一個(gè)派生類(lèi)對(duì)象，然后強(qiáng)制將基類(lèi)對(duì)象轉(zhuǎn)換成子類(lèi)，這種叫做下行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后打印的結(jié)果是子類(lèi)的Function，使用static_cast來(lái)進(jìn)行向下轉(zhuǎn)換是不安全的，因?yàn)楫?dāng)子類(lèi)中定義了基類(lèi)沒(méi)有的變量，并且在Function函數(shù)中使用了這個(gè)變量，那么程序?qū)?huì)報(bào)錯(cuò)。

下面我們來(lái)看一下static_cast不安全的例子：

class SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_PARENT(){}
    void Function(){
        std::cout<<"PARENT"<<std::endl;
    }
};
 
class SERVEN_CHILD : public SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_CHILD(){}
    void Function(){
        std::cout<<"CHILD"<<std::endl;
        std::cout<<nums<<std::endl;
    }
 
private:
    char nums = 'g';
};
 
 
void main(){
 
    SERVEN_PARENT* ser_par = new SERVEN_PARENT();
    ser_par->Function();
    SERVEN_CHILD* ser_chi = static_cast<SERVEN_CHILD*>(ser_par);
    ser_chi->Function();
 
}

運(yùn)行結(jié)果：因?yàn)榕缮?lèi)對(duì)象使用了自己獨(dú)有的變量，所以打印char字符的時(shí)候就出現(xiàn)了亂碼。

二、dynamic_cast

dynamic_cast的定義為：

dynamic_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類(lèi)型，expression是被轉(zhuǎn)換的對(duì)象或者表達(dá)式。

dynamic一般用于基類(lèi)指向派生類(lèi)時(shí)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成功返回true，失敗返回false。它不像static_cast一樣向下轉(zhuǎn)換不安全，它是安全的。它的安全性體現(xiàn)在RTTI，那什么是RTTI呢？
RTTI是運(yùn)行時(shí)類(lèi)型識(shí)別。程序能夠使用基類(lèi)的指針或引用來(lái)檢查著這些指針或引用所指的對(duì)象的實(shí)際派生類(lèi)型（判斷指針原型）。RTTI提供了兩個(gè)非常有用的操作符：typeid和dynamic_cast。（三個(gè)最主要的東西，dynamic_cast,typeid,type_info）。typeid:typeid函數(shù)（為type_info類(lèi)的友元函數(shù)，為什么要這樣呢？目的是防止創(chuàng)建type_info對(duì)象）的主要作用就是讓用戶知道當(dāng)前的變量是什么類(lèi)型的,它可以返回一個(gè)type_info的引用，可以獲取類(lèi)的名稱(chēng)和編碼typeid重載了type_info中的==和!=可以用于判斷兩個(gè)類(lèi)型是否相等。
dynamic_cast和static_cast在類(lèi)繼承的區(qū)別就是dynamic_cast向下轉(zhuǎn)換是安全的。

三、const_cast

const_cast的定義為:

const_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類(lèi)型，expression是被轉(zhuǎn)換的對(duì)象或者表達(dá)式。

const_case有兩個(gè)功能，分別是去掉const和加上const，一般用于去掉const，修改被const修飾為常量的值。但是修改的這個(gè)值本身不能是const常量，而是被二次引用或者傳參數(shù)時(shí)被引用為const，才能修改，否則修改失敗。同時(shí)type和express兩個(gè)類(lèi)型要一直去掉const，修改成功返回true，否則返回false。

1、加上const

int* serven_int_4 = new int(2);
const int* serven_int_5 = const_cast<const int*>(serven_int_4);     // 轉(zhuǎn)換為常量指針
*serven_int_4 = 3;
//*serven_int_5 = 4;              // 不能修改
std::cout<<*serven_int_4<<std::endl;
std::cout<<*serven_int_5<<std::endl;
std::cout<<serven_int_4<<std::endl;
std::cout<<serven_int_5<<std::endl;

2、去掉const

（1）const修飾指針，指針指向一個(gè)類(lèi)對(duì)象（常量指針）

將一個(gè)常量指針轉(zhuǎn)換成非常量指針。

class SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_PARENT(){}
    void Function(){
        std::cout<<"PARENT"<<std::endl;
    }
};
 
class SERVEN_CHILD : public SERVEN_PARENT{
public:
    SERVEN_CHILD(){}
    void Function(){
        std::cout<<"CHILD"<<std::endl;
        std::cout<<nums<<std::endl;
    }
 
private:
    char nums = 'g';
};
 
void main(){
    SERVEN_PARENT ser_par;
    const SERVEN_PARENT* pP = &ser_par;
    SERVEN_PARENT* pP_1 = const_case<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強(qiáng)制將pP轉(zhuǎn)換成非const
    
}

（2）const修飾指針指向?qū)ο蟮臄?shù)值（指針常量）

將指針常量轉(zhuǎn)換為非指針常量。

void main(){
    SERVEN_PARENT ser_par;
    SERVEN_PARENT* const pP = &ser_par;
    SERVEN_PARENT* pP_1 = const_case<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強(qiáng)制將pP轉(zhuǎn)換成非const
    
}

（3）const修飾指針指向?qū)ο蟮臄?shù)值并且修飾指針（常量指針常量）

常量指針常量可以被轉(zhuǎn)換為非常量指針常量，也可以轉(zhuǎn)換成指針常量或者常量指針。

void main(){
    SERVEN_PARENT ser_par;
    const SERVEN_PARENT* const pP = &ser_par;
    SERVEN_PARENT* pP_1 = const_cast<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強(qiáng)制將pP轉(zhuǎn)換成非const
    const SERVEN_PARENT* pP_2 = const_cast<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強(qiáng)制將pP轉(zhuǎn)換成常量指針
    SERVEN_PARENT* const pP_2 = const_cast<SERVEN_PARENT*>(pP);    // 強(qiáng)制將pP轉(zhuǎn)換成指針常量
 
    
}

四、reinterpret_cast

reinterpret_cast的定義為：

reinterpret_cast<type_name>(expression)

type_name是轉(zhuǎn)換的類(lèi)型，expression是被轉(zhuǎn)換的對(duì)象或者表達(dá)式。

reinterpret_cast是一種比較粗暴的轉(zhuǎn)換方式，并且是最不安全的，為什么說(shuō)它粗暴呢？因?yàn)樗苯尤タ截愖畹讓拥亩M(jìn)制，它的本質(zhì)是編譯器的指令，它的作用是可以把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)，也可以把一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針。或者不同類(lèi)型的指針相互轉(zhuǎn)換。

double serven_double_2 = 1.20;
char* serven_char_1 = reinterpret_cast<char* >(&serven_double_2);
double* serven_double_3 = reinterpret_cast<double*>(serven_char_1);
std::cout<<*serven_double_3<<std::endl;
 
int* serven_int_6 = reinterpret_cast<int*>(&serven_double_2);
double* serven_double_4 = reinterpret_cast<double*>(serven_int_6);
std::cout<<*serven_double_3<<std::endl;

運(yùn)行結(jié)果：我們可以看到reinterpret_cast將double類(lèi)型轉(zhuǎn)換成int，再轉(zhuǎn)換成double類(lèi)型后精度不會(huì)丟失，而static_cast會(huì)丟失。