C++为什么非要引入那几种类型转换？

 大家好，我是程序喵，今天我们放松下，看一些类型转换的知识点！

众所周知C++关于类型转换引入了四种方式：

• static_cast
• const_cast
• dynamic_cast
• reinterpret_cast

1.  为什么要引入这几种类型转换，它与C语言中的强制类型转换有什么区别？
2.  这四种类型转换分别应用在什么场景？

C++为什么要引入这几种强制类型转换？

我们都知道C++完全兼容C语言，C语言的转换方式很简单，可以在任意类型之间转换，但这也恰恰是缺点，因为极其不安全，可能不经意间将指向const对象的指针转换成非const对象的指针，可能将基类对象指针转成了派生类对象的指针，这种转换很容易出bug，需要严格审查代码才能消除这种隐患，但是C这种转换方式不利于我们审查代码，且程序运行时也可能会出bug。

而C++引入的这几种类型转换可以完美的解决上述问题，不同场景下不同需求使用不同的类型转换方式，同时有利于代码审查。

下面详细介绍这四种类型转换的使用场景：

static_cast

使用方式： 

#include <iostream>  
using namespace std;  
struct Base {  
    virtual void Func() { cout << "Base Func \n"; }  
}; 
struct Derive : public Base {  
    void Func() override { cout << "Derive Func \n"; }  
};  
int main() {  
    float f = 1.23;  
    cout << "f " << f << endl;  
    int i = static_cast<int>(f);  
    cout << "i " << i << endl;   
    int *pi = static_cast<int *>(&f);  // error invalid static_cast from type ‘float*’ to type ‘int*’ 
    Derive d;  
    d.Func();  
    Base *b = static_cast<Base *>(&d);  
    b->Func();  
    return 0;  
} 

使用场景：基本数据类型之间的转换使用，例如float转int，int转char等，在有类型指针和void*之间转换使用，子类对象指针转换成父类对象指针也可以使用static_cast。

非多态类型转换一般都使用static_cast，而且最好把所有的隐式类型转换都是用static_cast进行显示替换，不能使用static_cast在有类型指针之间进行类型转换。

dynamic_cast

使用方式： 

#include <iostream>  
using namespace std;  
struct Base {  
    virtual void Func() { cout << "Base Func \n"; }  
};  
struct Derive : public Base {  
    void Func() override { cout << "Derive Func \n"; }  
};  
int main() {  
    Derive d; 
    d.Func(); 
     Base *b = dynamic_cast<Base *>(&d);  
    b->Func(); 
     Derive *dd = dynamic_cast<Derive *>(b);  
    dd->Func();  
    return 0;  
} 

使用场景：用于将父类的指针或引用转换为子类的指针或引用，此场景下父类必须要有虚函数，因为dynamic_cast是运行时检查，检查需要运行时信息RTTI，而RTTI存储在虚函数表中，关于虚函数表具体可以看我的这篇文章：面试系列之C++的对象布局

const_cast

使用方式： 

int main() {  
    int data = 10;  
    const int *cpi = &data;  
    int *pi = const_cast<int *>(cpi);  
    const int *cpii = const_cast<const int *>(pi);  
    return 0;  
} 

使用场景：用于常量指针或引用与非常量指针或引用之间的转换，只有const_cast才可以对常量进行操作，一般都是用它来去除常量性，去除常量性是危险操作，还是要谨慎操作。

reinterpret_cast

使用方式： 

int main() {  
    int data = 10;  
    int *pi = &data;  
    float *fpi = reinterpret_cast<float *>(pi);  
    return 0;  
} 

使用场景：没啥场景，类似C语言中的强制类型转换，什么都可以转，万不得已不要使用，一般前三种转换方式不能解决问题了使用这种强制类型转换方式。