子類和父類對象在進行類型轉換時_C++語言之強制類型轉換

一、C風格強制轉換

C風格的轉型動作主要有如下兩種形式：

(T)expression //将expression轉型為T

T(expression) //将expression轉型為T（函數風格）

這兩種形式并無差别，隻是小括号擺放位置不同而已，這兩種形式為舊式轉型（old-style casts）。

C++還提供了四種新式轉型，常常被稱為new-style或C++-style casts：

const_cast(expression)

static_cast(expression)

dynamic_cast(expression)

reinterpret_cast(expression)

這四種方式各有不同目的，下面詳細解說。

二、const_cast

const_cast通常被用來将對象的常量性轉除（cast away the constness），它也是唯一有此能力的C++-style轉型操作符。簡單來說就是去掉const屬性，比如：

const int i = 1;

int j = const_cast(i);

三

、static_cast

static_cast用來強迫隐式轉換（implicit conversions），簡單來說就是基本類型轉換，比如：

int i = 2;

double d = static_cast(i); //基本類型轉換

但是需要注意一下幾點：

（1）子類指針轉換為父類指針是安全的，但是父類指針轉換為子類指針時不安全的（建議用dynamic_cast），具體例子見後文。

（2）不能進行無關類型指針之間的轉換，即非父類和子類之間的轉換，但可以将任何類型的指針轉換成void類型指針，比如：

int i = 3;

int *pi = &i;

double *pd = static_cast(&i); //無關類型指針轉換，編譯錯誤

void *pv = static_cast(pi); //任意類型轉換成void類型

四、dynamic_cast

dynamic_cast主要用來執行“安全向下轉型”（safe downcasting），也就是用來決定某對象是否歸屬繼承體系中的某個類型，它是唯一無法由舊式文法執行的動作，也是唯一可能耗費重大運作成本的轉型動作。簡單來說就是多态類（父子類）之間的類型轉換，比如：

class Base {

public:

int m_iTest;

virtual void TestFunc() {}; //基類必須有虛函數，保持多态性才能使用dynamic_cast

};

class Derived : public Base {

public:

char *m_szTest[256];

void TestSon() {};

};

Base *pb1 = new Derived();

Derived *pd1 = static_cast(pb1); //子類轉換為父類，靜态類型轉換，正确但不推薦

Derived *pd2 = dynamic_cast(pb1); //子類轉換為父類，動态類型轉換，正确

Base *pb2 = new Base();

Derived *pd3 = static_cast(pb2); //父類轉換為子類，靜态類型轉換，不安全，由于切割導緻通路子類成員變量時越界

Derived *pd4 = dynamic_cast(pb2); //父類轉換為子類，動态類型轉換，安全，結果為NULL

需要注意的是：首先，要保證基類有虛函數即有多态性才能使用dynamic_cast；其次，要判斷轉換結果是否為NULL，否則後果自負。

五、reinterpret_cast

reinterpret_cast意圖執行低級轉型，實際動作及結果可能取決于編譯器，這也就表示其不可移植。簡單來說就是不同類型的指針類型轉換，具體如下：

（1）轉換的類型必須是一個指針、引用、函數指針或成員指針。

（2）在比特位級别進行轉換，即可以将一個指針轉換成一個整數，也可以把一個整數轉換成一個指針（即先把一個指針轉換成一個整數，再把該整數轉換成原類型的指針，還可以得到原先的指針值），但不能将非32 bit（具體位數跟平台有關，也可能是64 bit）的執行個體轉換成指針。

具體例子如下：

int doSomething() {return 0;}

typdef void (*FuncPtr)(); //函數指針類型

FuncPtr funcPtrArray[256]; //函數指針數組

funcPtrArray[0] = &doSomething; //編譯錯誤，類型不比對

funcPtrArray[0] = reinterpret_cast(&doSomething); //不同函數指針類型之間強制轉換

六、總結

1、新舊轉型選擇

舊式轉型任然合法，但新式轉型較受歡迎，原因有二：

（1）它們很容易在代碼中被辨識出來（不論是人工辨識或使用工具如grep），因而得以簡化“找出類型系統在哪個地點被破壞”的過程。

（2）各轉型動作的目标愈窄化，編譯器愈可能診斷出錯誤的運用。

2、轉型副作用

無論哪種類型的轉型都會帶來性能的損失，是以：

（1）如果可以，盡量避免轉型，特别是在注重效率的代碼中避免dynamic_cast，如果有個設計需要轉型動作，試着發展無需轉型的替代設計。

（2）如果轉型是必要的，試着将它隐藏于某個函數背後，調用者随後可以調用該函數，而不需将轉型放進它們自己的代碼内。