C++提供四种类型转换:static_cast用于静态类型转换如基本类型转换和向上转型;dynamic_cast用于多态类型的向下转型,运行时检查安全性;const_cast用于添加或去除const或volatile属性;reinterpret_cast进行低层二进制重新解释,适用于不相关类型间转换但风险高。应优先使用static_cast,谨慎使用其他三种。

在C++中,强制类型转换(也叫类型转换)是将一种数据类型转换为另一种数据类型的操作。与C语言的简单类型转换不同,C++提供了四种更安全、语义更明确的强制类型转换方式:static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast。它们各有用途和适用场景,合理使用可以提高代码的安全性和可读性。
1. static_cast:静态类型转换
static_cast 是最常用的一种类型转换,用于非多态类型的转换,编译时完成检查,不进行运行时类型识别。
常见用途包括:
基本数据类型之间的转换,如 int 转 double、float 转 int(可能有精度损失)指针或引用在相关类层次结构中的向上转换(子类转父类)显式调用构造函数或类型转换操作符示例:
double d = 3.14;int i = static_cast(d); // double 转 intclass Base {};class Derived : public Base {};Derived pd = new Derived;Base pb = static_cast(pd); // 子类指针转父类指针
注意:static_cast 不检查向下转换(父类转子类)的合法性,错误使用可能导致未定义行为。
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2. dynamic_cast:动态类型转换
dynamic_cast 主要用于处理多态类型,在继承体系中进行安全的向下转换(父类指针/引用转子类),依赖运行时类型信息(RTTI)。
特点:
只能用于含有虚函数的类(即多态类型)转换失败时,对于指针返回 nullptr,对于引用抛出 std::bad_cast 异常性能开销略高,因为需要运行时检查示例:
Base* pb = new Derived;Derived* pd = dynamic_cast(pb);if (pd) { // 转换成功}
适用于需要根据对象实际类型执行不同逻辑的场景,比如工厂模式或对象识别。
3. const_cast:去除 const 或 volatile 属性
const_cast 唯一的作用是添加或去除 const 或 volatile 限定符。
典型用途:
将 const 指针或引用转换为非 const,以便传递给不支持 const 的旧接口修改本应可变但被声明为 const 的对象(需谨慎)示例:
const int ci = 10;int* modifiable = const_cast(&ci);*modifiable = 20; // 危险!原对象是 const,修改导致未定义行为
注意:仅当原始对象本身不是 const 时,通过 const_cast 修改才是安全的。否则属于未定义行为。
4. reinterpret_cast:低层重新解释
reinterpret_cast 是最危险的类型转换,用于不相关类型之间的转换,直接按二进制位重新解释。
常见用途:
指针与整数之间转换(如地址转 uintptr_t)不同类型指针间的转换,如 char* 转 int*函数指针转换(跨平台时需特别小心)示例:
int i = 42;char* p = reinterpret_cast(&i); // 将 int 地址当作 char 指针使用
这种转换绕过类型系统,容易引发未定义行为,应尽量避免,仅在底层编程(如驱动、序列化)中必要时使用。
基本上就这些。选择合适的类型转换方式,能有效提升代码的安全性和清晰度。优先使用 static_cast,谨慎使用 reinterpret_cast 和 const_cast,dynamic_cast 用在需要运行时安全检测的场合。
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