【面試題】c++有哪四個類型轉換相關的關鍵字？

在C/C++語言中用 (type) value（在C++還可以采用type(value)）來進行顯式類型轉換（explicit type conversion），常常又被稱為強制轉換（cast投射/鑄模）。這種轉換的正確性完全掌握在程序員手中，傳統上強制轉換往往被過度使用，成為C++程序犯錯的一個主要根源。
為了減少強制轉換的副作用，并且在查錯時使程序員能夠快速定位（總是最值得懷疑的）強制轉換，在標準C++中新增加了4個關鍵字*_cast，用來提倡一種全新的C++顯式轉換語法：
*_cast <type-id> (expression)

[cpp]?view plain?copy

const?int?sz?=?100;?//?定義數組大小，標準C++提倡用常型變量（而不是常數或??

//?符號常量宏）??

struct?X?{int?a[sz];};?//?只包含一個整數數組的結構??

X?x;?//?定義結構變量，此時結構中的數組元素的值無意義（需要初始化）??

int?*px?=?reinterpret_cast<int?*>?(&x);?//?為了初始化，先把結構轉化為int數組??

for?(int?*i?=?px;?i?<?px?+?sz;?i++)?*i?=?0;?//?將每個數組元素的值初始化為0??

print(reinterpret_cast<X?*>?(px));?//?重新轉換成結構指針，以便使用??

//?也可以直接使用原來的標識符x??

//?此語句相當于print(&x);

1、reinterpret_cast<type-id> (expression)

type-id 必須是一個指針、引用、算術類型、函數指針或者成員指針。它可以把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（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）。

static_cast和reinterpret_cast的區別主要在于多重繼承reinterpret_cast（重解釋轉換）：一種最有可能出問題的最不安全的類型轉換。只是在下面的情形，才需要使用這種類型轉換：當需要使用時，所得到的東西已經不同了，為了使它能夠用于原來的目的，必須再次把它轉換回來。例如：

[cpp]?view plain?copy

const?int?sz?=?100;?//?定義數組大小，標準C++提倡用常型變量（而不是常數或??

//?符號常量宏）??

struct?X?{int?a[sz];};?//?只包含一個整數數組的結構??

X?x;?//?定義結構變量，此時結構中的數組元素的值無意義（需要初始化）??

int?*px?=?reinterpret_cast<int?*>?(&x);?//?為了初始化，先把結構轉化為int數組??

for?(int?*i?=?px;?i?<?px?+?sz;?i++)?*i?=?0;?//?將每個數組元素的值初始化為0??

print(reinterpret_cast<X?*>?(px));?//?重新轉換成結構指針，以便使用??

//?也可以直接使用原來的標識符x??

//?此語句相當于print(&x);??

使用reinterpret_cast通常是一種不明智且不方便的編程方式。但是在必須使用時，它也是非常有用的。

2、static_cast<T*>(content)靜態轉換

主要用于c++中內置的基本數據類型之間的轉換，在編譯期間處理，但是沒有運行時類型的檢測來保證轉換的安全性。

該運算符把expression轉換為type-id類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要有如下幾種用法：

①用于類層次結構中基類（父類）和派生類（子類）之間指針或引用的轉換。

進行上行轉換（把派生類的指針或引用轉換成基類表示）是安全的；

進行下行轉換（把基類指針或引用轉換成派生類表示）時，由于沒有動態類型檢查，所以是不安全的。

②用于基本數據類型之間的轉換，如把int轉換成char，把int轉換成enum。這種轉換的安全性也要開發人員來保證。

③把空指針轉換成目標類型的空指針。

④把任何類型的表達式轉換成void類型。

注意：static_cast不能轉換掉expression的const、volatile、或者__unaligned屬性。

C++中static_cast和reinterpret_cast的區別

C++primer第五章里寫了編譯器隱式執行任何類型轉換都可由static_cast顯示完成; reinterpret_cast通常為操作數的位模式提供較低層的重新解釋

static_cast（靜態轉換）：用于明確定義良性和適度良性的轉換，包括原來不需要采用強制轉換的自動類型轉換（包括無損的提升轉換和可能丟失信息的窄化轉換[narrowing conversion]，對后者編譯器一般會提出警告）。即將編譯器隱式執行的轉型弄成顯示的。標準C++提倡對任何數據的類型轉換（不論是自動的還是強制的），都采用新的*_cast顯式類型轉換方法。例如：

[html]?view plain?copy

int?i?=?0x7fff;??

long?l;??

float?f;??

char?c;??

//?（1）典型的非強制轉換（自動轉換）??

//?傳統方式：??

l?=?i;??

f?=?i;??

//?提倡的新方式：??

l?=?static_cast<long>(i);??

f?=?static_cast<float>(i);??

//?（2）窄化轉換??

//?傳統方式：??

//?會顯示警告信息：??

i?=?l;?//?可能丟失數字??

i?=?f;?//?可能丟失信息??

c?=?i;?//?可能丟失數字??

//?不顯示警告信息（但仍然難定位）：??

i?=?(int)l;??

i?=?(int)f;??

c?=?(char)i;??

//?提倡的新方式（不會顯示警告信息，且易定位）：??

i?=?static_cast<int>(l);??

i?=?static_cast<int>(f);??

c?=?static_cast<char>(i);??

3、dynamic_cast <type-id> (expression)

將一個基類對象指針（或引用）cast到繼承類指針，dynamic_cast會根據基類指針是否真正指向繼承類指針來做相應處理.

該運算符把expression轉換成type-id類型的對象。Type-id 必須是類的指針、類的引用或者void*； 如果 type-id 是類指針類型，那么expression也必須是一個指針，如果 type-id 是一個引用，那么 expression 也必須是一個引用。 dynamic_cast運算符可以在執行期決定真正的類型。如果 downcast 是安全的（也就說，如果基類指針或者引用確實指向一個派生類對象）這個運算符會傳回適當轉型過的指針。如果 downcast 不安全，這個運算符會傳回空指針（也就是說，基類指針或者引用沒有指向一個派生類對象）。 dynamic_cast主要用于類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用于類之間的交叉轉換。

dynamic_cast（動態轉換）：一種安全的向下類型轉換（downcast）操作，用于在一個類繼承層次上向下移動。

因為每個派生類的基類都只有一個，而且派生類本身又包含了幾乎所有的基類信息（private型的除外），所以向上的類型轉換（upcast）總是唯一的和比較安全的。
而一個基類往往有多個派生類，而且派生類中一般會在基類的基礎上添加了一些特有的數據和操作，所以向下的類型轉換總是多態的和不太安全的。
dynamic_cast提供了一種安全的向下類型轉換操作，只有當類型轉換是正確的并且轉換取的成功，返回值才是所需要的指針；否則它將返回0(空指針NULL)，表示不是正確的類型。
例如：
[cpp]?view plain?copy

class?Pet?{……};??

class?Dog?:?public?Pet?{……};??

class?Cat?:?public?Pet?{……};??

……??

Pet?*pPet?=?new?Cat;?//?向上的類型轉換??

Dog?*pDog?=?dynamic_cast<Dog?*>(pPet);?//?類型錯誤，返回0(NULL)??

Cat?*pCat?=?dynamic_cast<Cat?*>(pPet);?//?類型正確，返回指針??

Cat?*pCat?=?static_cast<Cat?*>(pPet);?//?正確，減少運行時的開銷??

注意：dynamic_cast雖然安全，但是運行時需要一定開銷，因此不提倡大量使用這種轉換。如果你已經能夠確認轉換的正確性，則可以采用前面介紹過的（無運行時開銷的）static_cast轉換。只有當你實在無法確定轉換是否正確時，才需要采用dynamic_cast轉換。

在類層次間進行上行轉換時，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；

4、const_cast

const_cast，用于修改類型的const或volatile屬性。

const_cast<type_id> (expression) 該運算符用來修改類型的const或volatile屬性。除了const 或volatile修飾之外， type_id和expression的類型是一樣的。 一、常量指針被轉化成非常量的指針，并且仍然指向原來的對象； 二、常量引用被轉換成非常量的引用，并且仍然指向原來的對象；

三、const_cast一般用于修改底指針。如const char *p形式。

const_cast（常量轉換）：可將（同數據類型的）常型（const）轉換為非常型、將易變（volatile）型轉換為非易變型。如果用于其他類型的轉換，一般會產生一個編譯錯誤。例如：

[cpp]?view plain?copy

<span?style="color:#333333;">const?int?i?=?0;??

int?*pi;??

pi?=?&i;?//?錯誤??

pi?=?(int?*)&i;?//?被反對??

pi?=?const_cast<int?*>(&i);?//?完美??

long?*pl?=?const_cast<long?*>(&i);?//?</span><span?style="color:#ff6666;">錯誤，要求是同數據類型</span><span?style="color:#333333;">??

volatile?int?k?=?0;??

int?*pk?=?const_cast<int?*>(&k);?//?正確</span>??

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在這四種強制轉換中，static_cast最常用（目前還沒有流行起來，但是被標準C++著力提倡）、dynamic_cast最重要、const_cast也有用、而reinterpret_cast則很少被使用。?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c++有哪四个类型转换相关的关键字的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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