C++是一門弱類型的語言，提供了許多復(fù)雜和靈巧類型轉(zhuǎn)換的方式。筆者之前寫的Python與Go都是強(qiáng)類型的語言，對(duì)這種弱類型的設(shè)計(jì)實(shí)在是接受無力啊~~ （ 生活所迫，工作還得寫C++啊~~）C++語言提供了四種類型轉(zhuǎn)換的操作：static_cast,dynamic_cast,reinterpret_cast,const_cast，今天就來聊一聊，在C++之中應(yīng)該如何來使用這些類型轉(zhuǎn)換的。

1.舊式類型轉(zhuǎn)換

開門見山，先聊聊筆者對(duì)類型轉(zhuǎn)換的看法吧。從設(shè)計(jì)上看，一門面向?qū)ο蟮恼Z言是不一樣提供類型轉(zhuǎn)換的，這種方式破壞了類型系統(tǒng)。C++為了兼容C也不得不吞下這個(gè)苦果，在實(shí)際進(jìn)行編程工作的過程之中，并不太推薦大家使用類型轉(zhuǎn)換。（Java在這里就做了一些妥協(xié)，在基本類型之中提供了類型轉(zhuǎn)換。對(duì)于對(duì)象類型則不提供類型轉(zhuǎn)換這種黑魔法）

C++之中提供了兩種類型轉(zhuǎn)換的方式，第一種方式沿用了C語言之中的類型轉(zhuǎn)換，稱之為舊式類型轉(zhuǎn)換。說起來也很簡單，舉個(gè)栗子：

char x = 'c';
int y = (int) x;

這是最簡單的一個(gè)舊式類型轉(zhuǎn)換，一個(gè)char類型被裝換為一個(gè)int類型。但是這種舊式的類型轉(zhuǎn)換是存在問題的：過于粗暴且極易失控，所以C++新提供了四種新式的類型轉(zhuǎn)換來替代舊式的類型轉(zhuǎn)換，這四種類型轉(zhuǎn)換分別用于不用的轉(zhuǎn)換場景，接下來筆者來一一梳理一下它們的用法。

2.新式的類型轉(zhuǎn)換

C++語言提供了四種新式類型轉(zhuǎn)換的操作：
static_cast,dynamic_cast,reinterpret_cast,const_cast，這些操作都依托了C++的模板來使用，標(biāo)準(zhǔn)的用法是

xxx_cast<轉(zhuǎn)換類型>(轉(zhuǎn)換參數(shù))

這種新式轉(zhuǎn)換優(yōu)于舊式的轉(zhuǎn)換就在于：編譯器可以在轉(zhuǎn)換期間進(jìn)行更多的檢查，對(duì)于一些不符合轉(zhuǎn)換邏輯的轉(zhuǎn)換進(jìn)行一些糾錯(cuò)。而某些類型轉(zhuǎn)換操作可以利用RTTI(運(yùn)行時(shí)類型信息)來確保類型轉(zhuǎn)換的合理，這是舊式的類型轉(zhuǎn)換無法達(dá)成的效果。

• const_cast

從名字上就可以看出來，這廝是用來對(duì)const屬性進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的。這個(gè)名字取得有些偏頗，它同樣適用于volatile屬性。它可以為變量添加或接觸上述屬性，它也是新式轉(zhuǎn)換之中唯一具有這個(gè)能力的轉(zhuǎn)換方式，沒有什么額外的坑，用戶體驗(yàn)良好：（但是偶爾對(duì)于const屬性的轉(zhuǎn)換需要執(zhí)行多步，先通過const_cast轉(zhuǎn)換，再借助其他轉(zhuǎn)換）

//函數(shù)需要傳遞const屬性的變量，如atoi
atoi（const_cast<const char*>(char_ptr)）

• static_cast

static_cast 是靜態(tài)的轉(zhuǎn)換形式，不通過運(yùn)行時(shí)類型檢查來保證轉(zhuǎn)換的安全性。它主要用于如下場合：

• 用于基本數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，如把long轉(zhuǎn)換成char，把int轉(zhuǎn)換成char。

• 用于面向?qū)ο缶幊讨谢惻c派生類之間的指針或引用轉(zhuǎn)換。它分為兩種
  上行轉(zhuǎn)換（把派生類的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類）是安全的；
  下行轉(zhuǎn)換（把基類指針或引用轉(zhuǎn)換成派生類），由于沒有運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)類型檢查，所以是不安全的。

• 把非const屬性的類型轉(zhuǎn)換為const類型，但是不能將const類型轉(zhuǎn)換為非const類型，這個(gè)得借助前文的const_cast。

• void 的空指針轉(zhuǎn)換成其他類型的的空指針。

上面的幾種概念的比較好理解，這里筆者著重聊聊上下行轉(zhuǎn)換：不啰嗦，看代碼：

class Bird {
public:
    virtual void fly() {
        cout << "I can fly." << endl;
    }
};

class Penguin:public Bird {
public:
    void fly() {
        cout << "I can't fly." << endl;
    }
}; 

上述代碼我們定義了兩個(gè)類Bird與Penguin：

int main() {
    Penguin* p = new (std::nothrow) Penguin;
    Bird* b = static_cast<Bird *>(p);

    b->fly();
    return 0;
}

上行轉(zhuǎn)換，將派生類轉(zhuǎn)換為基類的指針，合法。

int main() {
    Bird* b = new (std::nothrow) Bird;
    Penguin* p = static_cast<Penguin *>(b);
    
    if (p != nullptr) {
          p->fly();
     } else {
       
    }
    return 0;
}

下行轉(zhuǎn)換，將基類轉(zhuǎn)換為派生類的指針，此時(shí)程序的行為是不確定的。并且編譯期間并沒有警告，這是一種十分危險(xiǎn)的用法，所以使用時(shí)一定要謹(jǐn)小慎微。所以接下來就要請(qǐng)出下一種轉(zhuǎn)換dynamic_cast，這是在對(duì)象基類和派生類之間轉(zhuǎn)換推薦的一種方式。

• dynamic_cast

dynamic_cast主要用于在類層次間進(jìn)行上下行轉(zhuǎn)換時(shí)，它與static_cast的最大的區(qū)別就在于dynamic_cast能夠在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行類型檢查的功能，所以做起類型轉(zhuǎn)換比static_cast更安全，但是dynamic_cast會(huì)耗費(fèi)更多的系統(tǒng)資源。dynamic_cast是無法通過舊式類型轉(zhuǎn)換完成的類型轉(zhuǎn)換。

int main() {
    Bird* b = new (std::nothrow) Bird;
    Penguin* p = dynamic_cast<Penguin *>(b);
    if (p != nullptr) {
        p->fly();
    } else {
        cout << "cast failed" << endl;
    }
    return 0;
}

dynamic_cast對(duì)于非法的下行轉(zhuǎn)換會(huì)返回空指針，所以可以在一定程度上避免不安全的類型轉(zhuǎn)換。

• reinterpret_cast
  reinterpret_cast主要用于指針類型之間的轉(zhuǎn)換，和對(duì)象到指針類型之間的轉(zhuǎn)換。reinterpret就是對(duì)數(shù)據(jù)的比特位重新解釋轉(zhuǎn)換為我們需要轉(zhuǎn)換的對(duì)象。其與static_cast的區(qū)別在于其能處理有繼承關(guān)系類的指針和內(nèi)置數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。而reinterpret_cast能夠處理所有指針(引用)之間的轉(zhuǎn)換

int main() {
    Bird* b = new (std::nothrow) Bird;
    Penguin* p = reinterpret_cast<Penguin *>(b);
    if (p != nullptr) {
        p->fly();
    } else {
        cout << "cast failed" << endl;
    }
    return 0;
}

上述代碼依舊可以轉(zhuǎn)換成功，結(jié)果不可控。

3.小結(jié)

梳理完C++新引進(jìn)的四種類型轉(zhuǎn)換符之后，想必大家在實(shí)踐之中可以很好的運(yùn)用好這些C++的類型轉(zhuǎn)換。后續(xù)筆者還會(huì)繼續(xù)深入的探討有關(guān)C++之中類型系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容，歡迎大家多多指教。