C++中的四种强制转换

news2025/7/18 22:29:01

static_cast

原型:static_cast<type-id>(expression)            type-id表示目标类型,expression表示要转换的表达式

static_cast用于非多态类型的转换(静态转换),编译器隐式执行的任何类型转换都可用static_cast,但它不能用于两个不相关的类型进行转换。

int main()
{
  double d = 12.34;
  int a = static_cast<int>(d);
  cout<<a<<endl;
  return 0;
}

static_cast的相关类型通常包括以下几种情况:

1、隐式类型允许的数值类型转换

基础数据类型之间的转换,比如int→float,double→int等,只要不丢失精度或存在明确的数值转换规则。

枚举类型与整数之间的转换:将枚举值(enum)转换为其底层整数类型(如int)。

空指针(nullptr)到其他指针类型的转换,例如nullptr→int*

int a = 10;
float b = static_cast<float>(a);  // int → float
enum Color { Red, Green };
int c = static_cast<int>(Color::Red);  // 枚举 → int

2、类层次中的上行或下行转换

上行转换:将派生类指针/引用转换为基类指针/引用(安全且无需显示检查)

下行转换:将基类指针/引用转换为派生类指针/引用(需程序员宝成对象类型正确,否则不安全)

class Base {};
class Derived : public Base {};

Derived d;
Base* b_ptr = static_cast<Base*>(&d);  // 上行转换(安全)

Base* base = new Derived();
Derived* derived = static_cast<Derived*>(base);  // 下行转换(需确保 base 实际指向 Derived)

3、用户定义的转换操作符

如果类定义了自定义的类型转换运算符operator TargetType(),static_cast可以显式调用这些转换。

class MyInt {
public:
  operator int() const { return value; }  // 自定义转换到 int
  int value = 42;
};

MyInt mi;
int x = static_cast<int>(mi);  // 调用 MyInt::operator int()

4、void*与具体类型指针的转换

将void*转换为具体类型指针(需确保原始指针类型匹配)

将具体类型指针转换为void*(通常隐式允许,但可用static_cast显示表达)

int* p = new int(42);
void* vp = static_cast<void*>(p);  // int* → void*
int* p2 = static_cast<int*>(vp);   // void* → int*(需确保 vp 原本是 int*)

reinterpret_cast

reinterpret_cast的原型为:reinterpret_cast<typeid> (expression).type_id必须是一个指针,引用,算术类型,函数指针,成员指针等。

reinterpret_cast操作符通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释,用于将一种类型转换为另一种不同的类型

int main()
{
 double d = 12.34;
 int a = static_cast<int>(d);
 cout << a << endl;
 // 这里使用static_cast会报错,应该使用reinterpret_cast
 //int *p = static_cast<int*>(a);
 int *p = reinterpret_cast<int*>(a);
 return 0;
}

reinterpret_cast可以把一个整型转换为指针,也可以把一个指针转换为整型。总结来说,reinterpret_cast可以允许任何指针类型(引用)之间的转换,整型与指针类型间的转换以及指针与足够大的整型之间的转换。

const_cast

原型const_cast<type-name>(expression)      其中,type-name表示要转换成的类型,expression是要进行转换的表达式。

const_cast最常用的用途就是删除变量的const属性,方便赋值

void Test ()
{
  const int a = 2;
  int* p = const_cast< int*>(&a );
  *p = 3;
  cout<<a <<endl;
}

dynamic_cast

其中,T是目标类型,expression是要转换的表达式。

dynamic_cast用于将一个父类对象的指针/引用转换为子类对象的指针或引用(动态转换)

向上转换:子类对象指针/引用→父类指针/引用(不需要转换,赋值兼容规则)

向下转换:父类对象指针/引用→子类指针/引用(用dynamic_cast转换是安全的)

注意:

1、dynamic_cast只能用于父类含有虚函数的类

2、dynamic_cast会先检查是否能转换成功,能成功则转换,不能则返回nullptr

class A
{
    public :
    virtual void f(){}
};
class B : public A
{};

void fun (A* pa)
{
    // dynamic_cast会先检查是否能转换成功,能成功则转换,不能则返回
    B* pb1 = static_cast<B*>(pa);
    B* pb2 = dynamic_cast<B*>(pa);
    cout<<"pb1:" <<pb1<< endl;
    cout<<"pb2:" <<pb2<< endl;
}
int main ()
{
  A a;
  B b;
  fun(&a);
  fun(&b);
  return 0;
}

注意

强制类型转换关闭或挂起了正常的类型检查,每次使用强制类型转换前,程序员应该仔细考虑的是否还有其他不同的方法达到同一目的,如果非强制类型转换不可,则应限制强制转换值的作用域,以减少发生错误的机会。

强烈建议:避免使用强制类型转换

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