c++类型转换

本文转载自Jiang's C++ Space 和goodhacker

1、指针=>常规类型

比如我们需要打印一个指针的值（它指向的地址）的时候，我们指针直接转换为整数，用printf输出个16进制的地址。我们可以用旧式转换，或者reinterpret_cast，其它转换都是不可以的。
    CIndepend oIndepend;
    CIndepend * pIndepend = &oIndepend;
    unsigned char cTest= (unsigned char )pIndepend;
    unsigned short sTest = (unsigned short )pIndepend;
    unsigned int iTest = (unsigned int )pIndepend;

在32位系统中，指针其实是个32位的无符号整型，要正常输出指针的值，正确做法是把它转换为一个无符号32位整形数输出（有符号的可能导致输出不正确），如果转换为一个16位的，或者8位的，那将丢失数据，当然了，前面这段代码不会出现任何error和warning，你知道你在干什么即可。刚说了，我们除了旧式转换还可以用reinterpret_cast，于是上面的代码可以这样写：
    unsigned char cTest= reinterpret_cast<unsigned char >(pIndepend);
    unsigned short sTest = reinterpret_cast<unsigned short>(pIndepend);
    unsigned int iTest = reinterpret_cast<unsigned int>(pIndepend);

也是没有任何问题的，运行效果一样，那我们能不能把指针转换为浮点型呢？这样：
    float fTest = reinterpret_cast<float>(pIndepend);
    double dTest = reinterpret_cast<double>(pIndepend);

不行，你试试看就知道了，你会得到这样的编译错误：

error C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'class CIndepend *' to 'float'
        There is no context in which this conversion is possible
error C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'class CIndepend *' to 'double'
        There is no context in which this conversion is possible

其实将指针转换为浮点数这种做法就很怪异嘛，你不觉得吗？这样有什么用啊？不过你一定要这样干的话也不是没有办法，看代码：
    float fTest = reinterpret_cast<float &>(pIndepend);
    double dTest = reinterpret_cast<double &>(pIndepend);

加个小小的“&”符号就可以了，C++会不顾一切地把pIndepend这个变量当作一个float和double，把指针的值“理解”为float和double，当然，这样获得的浮点数的值是没什么实际意义的，因为指针的值是32位无符号整型，而浮点数有它自己特定的格式，这么一转换就牛头不对马嘴。你还可以这样写：
      float fTest = (float &)pIndepend;
      double dTest = (double &)pIndepend;

效果一样，得到的也是无意义的值。

2、常规类型=>指针

就是反过来罗，可能不说大家都能猜到结果了。把常规类型转换为指针有什么用呢？可能有点用，比如我们在某些特殊的场合要求一个指针指向一个特别的地址，这时候我们可以直接给指针赋个值，当然了，这个值应该是整型：
    CIndepend * pIndepend;

    char cVal = 1;
    short sVal = 2;
    int iVal = 3;

    pIndepend = (CIndepend *)cVal;
    pIndepend = (CIndepend *)sVal;
    pIndepend = (CIndepend *)iVal;

这样是没问题的，那浮点数呢？——又来了，浮点数转换为指针？这怎么算啊？显然这是不行的，如果真的需要“转换”，那就先把浮点数转换为整型，然后再赋值给指针吧。这个时候，dynamic_cast和static_cast都是不行的。

3、基本类型转换

比如int转换为float，char转变为short，很多时候我们都“默认”了这种转换，即使没有显式指定用旧式转换还是static_cast。在这种类型的转换中，旧式转换和static_cast的表现非常地类似：
    double dVal = 5.0;

    char cVal = static_cast<char>(dVal);
    short sVal = static_cast<short>(dVal);
    int iVal = static_cast<int>(dVal);

    cVal = (char)(dVal);
    sVal = (short)(dVal);
    iVal = (int)(dVal);

而dynamic_cast还是不可行，那……reinterpret_cast呢？不妨试试看：
    double dVal = 5.0;

    char cVal = reinterpret_cast<char>(dVal);
    short sVal = reinterpret_cast<short>(dVal);
    int iVal = reinterpret_cast<int>(dVal);

一编译，就出下面的错误：

error C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'double' to 'char'
        Conversion is a valid standard conversion, which can be performed implicitly or by use of static_cast, C-style cast or function-style cast
error C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'double' to 'short'
        Conversion is a valid standard conversion, which can be performed implicitly or by use of static_cast, C-style cast or function-style cast
error C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'double' to 'int'
        Conversion is a valid standard conversion, which can be performed implicitly or by use of static_cast, C-style cast or function-style cast

说这是个有效标准转换，请使用static_cast或者C风格的旧式转换。reinterpret_cast不是号称最宽松的转换么？怎么不行了？你一定要它行也是没问题的，和前面的那样，加个“&”符号：
    char cVal = reinterpret_cast<char &>(dVal);
    short sVal = reinterpret_cast<short &>(dVal);
    int iVal = reinterpret_cast<int &>(dVal);

但结果并不是你想要的结果，因为这样reinterpret_cast会不管三七二十一，直接把dVal的东西当作是一个char，short和int，很明显，double是有一定的格式的，将double直接“理解”为char，short或者int一定会有问题。

4、class的转换

上一节说的是基本类型，那对于类呢？一个类直接转换为另一个类，这看起来确实有些荒谬，不过强大而灵活的C++却偏偏允许了这种行为。看代码：
class CBase
{
public:
    CBase(){};
    int m_iBase;
};

class CIndepend
{
public:
    CIndepend(){};
    int m_iIndepend;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    CBase oBase;
    CIndepend oIndepend = reinterpret_cast<CIndepend &>(oBase);
    return 0;
}

居然编译过去了，运行貌似也没什么问题，当然转换过程和前面的差不多，就是把oBase理解为一个CIndepend对象，这个赋值运算执行“位拷贝”，这种方式的转换在实际中是碰不到的，起码我想不出有什么理由使用它。这种情况下，其它的转换方式都是不可行的。

5、class=>指针 or 指针=>class

这种行为更怪异，class直接理解为指针？这其实是不可行的，跟前面提到的浮点数转换为指针一样，如果实在需要，就把class转变为整型，然后整型转换为指针：
CIndepend * pIndepend = reinterpret_cast<CIndepend *>(reinterpret_cast<unsigned int &>(oBase));

可这……这啥意思呢？哈哈，别问我。反过来，指针转换为class恐怕也令人费解：
    CDerived oDerived;
    CDerived *pDerived = &oDerived;
    CIndepend oIndepend = reinterpret_cast<CIndepend &>(pDerived);

能担当起这种怪异的工作的，唯reinterpret_cast是也，这样会产生什么后果呢？指针是个32位无符号整型，将它强制理解为一个CIndepend，然后作位拷贝，理所当然，oIndepend的值会被改变，而且还有访问越界的风险，导致内容混乱甚至程序崩溃。

6、指针之间的转换

前面一直没提起的一种转换就是dynamic_cast，因为它是最为严格的一种转换，它只能完成指针到指针的转换，而且还有限制。看这个：
    CDerived oDerived;
    CDerived *pDerived = &oDerived;
    CIndepend *pIndepend = dynamic_cast<CIndepend *>(pDerived);

编译出错了：

error C2683: dynamic_cast : 'CDerived' is not a polymorphic type
        D:\work\CastTest\CastTest.cpp(13) : see declaration of 'CDerived'

因为CDerived和CIndepend没有继承关系，把dynamic_cast换成static_cast还是不行的，会出另外一个错：

error C2440: 'static_cast' : cannot convert from 'class CDerived *' to 'class CIndepend *'
        Types pointed to are unrelated; conversion requires reinterpret_cast, C-style cast or function-style cast

编译器说这是没有关系的两个指针，应该用reinterpret_cast或者C风格的旧式转换，再看：
    //CDerived是CBase的子类
    CBase oBase;
    CBase *pBase = &oBase;
    CDerived *pDerived = dynamic_cast<CDerived *>(pBase);

基类指针转换为子类指针，行不行呢？出错，错误跟刚才的一样，记住，dynamic_cast仅仅可以把子类指针转换为基类指针，别的都不行！上面这段代码如果不用dynamic_cast，而是用static_cast，就能编译通过，static_cast的要求来得比较宽松。

C风格的强制类型转换(Type Cast)很简单，不管什么类型的转换统统是：
TYPE b = (TYPE)a。
C++风格的类型转换提供了4种类型转换操作符来应对不同场合的应用。

const_cast，字面上理解就是去const属性。
static_cast，命名上理解是静态类型转换。如int转换成char。
dynamic_cast，命名上理解是动态类型转换。如子类和父类之间的多态类型转换。
reinterpret_cast，仅仅重新解释类型，但没有进行二进制的转换。
4种类型转换的格式，如：TYPE B = static_cast(TYPE)(a)。

const_cast
去掉类型的const或volatile属性。
复制代码

1 struct SA {
2 int i;
3 };
4 const SA ra;
5 //ra.i = 10; //直接修改const类型，编译错误
6 SA &rb = const_cast<SA&>(ra);
7 rb.i =10;

复制代码

static_cast

类似于C风格的强制转换。无条件转换，静态类型转换。用于：
1. 基类和子类之间转换：其中子类指针转换成父类指针是安全的；但父类指针转换成子类指针是不安全的。(基类和子类之间的动态类型转换建议用dynamic_cast)
2. 基本数据类型转换。enum, struct, int, char, float等。static_cast不能进行无关类型（如非基类和子类）指针之间的转换。
3. 把空指针转换成目标类型的空指针。
4. 把任何类型的表达式转换成void类型。
5. static_cast不能去掉类型的const、volitale属性(用const_cast)。

1 int n =6;
2 double d = static_cast<double>(n); // 基本类型转换
3 int*pn =&n;
4 double*d = static_cast<double*>(&n) //无关类型指针转换，编译错误
5 void*p = static_cast<void*>(pn); //任意类型转换成void类型

dynamic_cast
有条件转换，动态类型转换，运行时类型安全检查(转换失败返回NULL)：
1. 安全的基类和子类之间转换。
2. 必须要有虚函数。
3. 相同基类不同子类之间的交叉转换。但结果是NULL。
复制代码

 1 class BaseClass {
 2 public:
 3 int m_iNum;
 4 virtualvoid foo(){}; //基类必须有虚函数。保持多台特性才能使用dynamic_cast
 5 };
 6
 7 class DerivedClass: public BaseClass {
 8 public:
 9 char*m_szName[100];
10 void bar(){};
11 };
12
13 BaseClass* pb =new DerivedClass();
14 DerivedClass *pd1 = static_cast<DerivedClass *>(pb); //子类->父类，静态类型转换，正确但不推荐
15 DerivedClass *pd2 = dynamic_cast<DerivedClass *>(pb); //子类->父类，动态类型转换，正确
16
17 BaseClass* pb2 =new BaseClass();
18 DerivedClass *pd21 = static_cast<DerivedClass *>(pb2); //父类->子类，静态类型转换，危险！访问子类m_szName成员越界
19 DerivedClass *pd22 = dynamic_cast<DerivedClass *>(pb2); //父类->子类，动态类型转换，安全的。结果是NULL

复制代码

reinterpret_cast
仅仅重新解释类型，但没有进行二进制的转换：
1. 转换的类型必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。
2. 在比特位级别上进行转换。它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针（先把一个指针转换成一个整数，在把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。但不能将非32bit的实例转成指针。
3. 最普通的用途就是在函数指针类型之间进行转换。
4. 很难保证移植性。

1 int doSomething(){return0;};
2 typedef void(*FuncPtr)(); //FuncPtr is 一个指向函数的指针，该函数没有参数，返回值类型为 void
3 FuncPtr funcPtrArray[10]; //10个FuncPtrs指针的数组 让我们假设你希望（因为某些莫名其妙的原因）把一个指向下面函数的指针存入funcPtrArray数组：
4
5 funcPtrArray[0] =&doSomething;// 编译错误！类型不匹配，reinterpret_cast可以让编译器以你的方法去看待它们：funcPtrArray
6 funcPtrArray[0] = reinterpret_cast<FuncPtr>(&doSomething); //不同函数指针类型之间进行转换

总结
去const属性用const_cast。
基本类型转换用static_cast。
多态类之间的类型转换用daynamic_cast。
不同类型的指针类型转换用reinterpret_cast。