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編輯：關於C語言

這篇文章總結的是C++中的類型轉換，這些小的知識點，有的時候，自己不是很注意，但是在實際開發中確實經常使用的。俗話說的好，不懂自己寫的代碼的程序員，不是好的程序員；如果一個程序員對於自己寫的代碼都不懂，只是知道一昧的的去使用，終有一天，你會迷失你自己的。

C++中的類型轉換分為兩種：

隱式類型轉換；
顯式類型轉換。

而對於隱式變換，就是標准的轉換，在很多時候，不經意間就發生了，比如int類型和float類型相加時，int類型就會被隱式的轉換位float類型，然後再進行相加運算。而關於隱式轉換不是今天總結的重點，重點是顯式轉換。在標准C++中有四個類型轉換符：static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast；下面將對它們一一的進行總結。

static_cast

static_cast的轉換格式：static_cast <type-id> (expression)

將expression轉換為type-id類型，主要用於非多態類型之間的轉換，不提供運行時的檢查來確保轉換的安全性。主要在以下幾種場合中使用：

用於類層次結構中，基類和子類之間指針和引用的轉換；
當進行上行轉換，也就是把子類的指針或引用轉換成父類表示，這種轉換是安全的；
當進行下行轉換，也就是把父類的指針或引用轉換成子類表示，這種轉換是不安全的，也需要程序員來保證；
用於基本數據類型之間的轉換，如把int轉換成char，把int轉換成enum等等，這種轉換的安全性需要程序員來保證；
把void指針轉換成目標類型的指針，是及其不安全的；

注：static_cast不能轉換掉expression的const、volatile和__unaligned屬性。

dynamic_cast

dynamic_cast的轉換格式：dynamic_cast <type-id> (expression)

將expression轉換為type-id類型，type-id必須是類的指針、類的引用或者是void *；如果type-id是指針類型，那麼expression也必須是一個指針；如果type-id是一個引用，那麼expression也必須是一個引用。

dynamic_cast主要用於類層次間的上行轉換和下行轉換，還可以用於類之間的交叉轉換。在類層次間進行上行轉換時，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；在進行下行轉換時，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。在多態類型之間的轉換主要使用dynamic_cast，因為類型提供了運行時信息。下面我將分別在以下的幾種場合下進行dynamic_cast的使用總結：

最簡單的上行轉換
比如B繼承自A，B轉換為A，進行上行轉換時，是安全的，如下：

#include <iostream>using namespace std;class A
{
     // ......};class B : public A
{
     // ......};int main(){
     B *pB = new B;
     A *pA = dynamic_cast<A *>(pB); // Safe and will succeed}

多重繼承之間的上行轉換
C繼承自B，B繼承自A，這種多重繼承的關系；但是，關系很明確，使用dynamic_cast進行轉換時，也是很簡單的：
```
class A
{
     // ......};class B : public A
{
     // ......};class C : public B
{
     // ......};int main(){
     C *pC = new C;
     B *pB = dynamic_cast<B *>(pC); // OK
     A *pA = dynamic_cast<A *>(pC); // OK}
```
而上述的轉換，static_cast和dynamic_cast具有同樣的效果。而這種上行轉換，也被稱為隱式轉換；比如我們在定義變量時經常這麼寫：B *pB = new C;這和上面是一個道理的，只是多加了一個dynamic_cast轉換符而已。
轉換成void *
可以將類轉換成void *，例如：
```
class A
{public:
     virtual void f(){}
     // ......};class B
{public:
     virtual void f(){}
     // ......};int main(){
     A *pA = new A;
     B *pB = new B;
     void *pV = dynamic_cast<void *>(pA); // pV points to an object of A
     pV = dynamic_cast<void *>(pB); // pV points to an object of B}
```
但是，在類A和類B中必須包含虛函數，為什麼呢？因為類中存在虛函數，就說明它有想讓基類指針或引用指向派生類對象的情況，此時轉換才有意義；由於運行時類型檢查需要運行時類型信息，而這個信息存儲在類的虛函數表中，只有定義了虛函數的類才有虛函數表。
如果expression是type-id的基類，使用dynamic_cast進行轉換時，在運行時就會檢查expression是否真正的指向一個type-id類型的對象，如果是，則能進行正確的轉換，獲得對應的值；否則返回NULL，如果是引用，則在運行時就會拋出異常；例如：
```
class B
{
     virtual void f(){};};class D : public B
{
     virtual void f(){};};void main(){
     B* pb = new D;   // unclear but ok
     B* pb2 = new B;
     D* pd = dynamic_cast<D*>(pb);   // ok: pb actually points to a D
     D* pd2 = dynamic_cast<D*>(pb2);   // pb2 points to a B not a D, now pd2 is NULL}
```
這個就是下行轉換，從基類指針轉換到派生類指針。
對於一些復雜的繼承關系來說，使用dynamic_cast進行轉換是存在一些陷阱的；比如，有如下的一個結構：
D類型可以安全的轉換成B和C類型，但是D類型要是直接轉換成A類型呢？
```
class A
{
     virtual void Func() = 0;};class B : public A
{
     void Func(){};};class C : public A
{
     void Func(){};};class D : public B, public C
{
     void Func(){}};int main(){
     D *pD = new D;
     A *pA = dynamic_cast<A *>(pD); // You will get a pA which is NULL}
```
如果進行上面的直接轉，你將會得到一個NULL的pA指針；這是因為，B和C都繼承了A，並且都實現了虛函數Func，導致在進行轉換時，無法進行抉擇應該向哪個A進行轉換。正確的做法是：
```
int main(){
     D *pD = new D;
     B *pB = dynamic_cast<B *>(pD);
     A *pA = dynamic_cast<A *>(pB);}
```
這就是我在實現QueryInterface時，得到IUnknown的指針時，使用的是*ppv = static_cast<IX *>(this);而不是*ppv = static_cast<IUnknown *>(this);

對於多重繼承的情況，從派生類往父類的父類進行轉時，需要特別注意；比如有下面這種情況：
現在，你擁有一個A類型的指針，它指向E實例，如何獲得B類型的指針，指向E實例呢？如果直接進行轉的話，就會出現編譯器出現分歧，不知道是走E->C->B，還是走E->D->B。對於這種情況，我們就必須先將A類型的指針進行下行轉換，獲得E類型的指針，然後，在指定一條正確的路線進行上行轉換。

上面就是對於dynamic_cast轉換的一些細節知識點，特別是對於多重繼承的情況，在實際項目中，很容易出現問題。

const_cast

const_cast的轉換格式：const_cast <type-id> (expression)

const_cast用來將類型的const、volatile和__unaligned屬性移除。常量指針被轉換成非常量指針，並且仍然指向原來的對象；常量引用被轉換成非常量引用，並且仍然引用原來的對象。看以下的代碼例子：

/*
** FileName     : ConstCastDemo
** Author       : Jelly Young
** Date         : 2013/12/27
** Description  : More information, please go to http://www.jellythink.com
*/#include <iostream>using namespace std;class CA
{public:
     CA():m_iA(10){}
     int m_iA;};int main(){
     const CA *pA = new CA;
     // pA->m_iA = 100; // Error
     CA *pB = const_cast<CA *>(pA);
     pB->m_iA = 100;
     // Now the pA and the pB points to the same object
     cout<<pA->m_iA<<endl;
     cout<<pB->m_iA<<endl;
     const CA &a = *pA;
     // a.m_iA = 200; // Error
     CA &b = const_cast<CA &>(a);
     pB->m_iA = 200;
     // Now the a and the b reference to the same object
     cout<<b.m_iA<<endl;
     cout<<a.m_iA<<endl;}

注：你不能直接對非指針和非引用的變量使用const_cast操作符去直接移除它的const、volatile和__unaligned屬性。

reinterpret_cast

reinterpret_cast的轉換格式：reinterpret_cast <type-id> (expression)

允許將任何指針類型轉換為其它的指針類型；聽起來很強大，但是也很不靠譜。它主要用於將一種數據類型從一種類型轉換為另一種類型。它可以將一個指針轉換成一個整數，也可以將一個整數轉換成一個指針，在實際開發中，先把一個指針轉換成一個整數，在把該整數轉換成原類型的指針，還可以得到原來的指針值；特別是開辟了系統全局的內存空間，需要在多個應用程序之間使用時，需要彼此共享，傳遞這個內存空間的指針時，就可以將指針轉換成整數值，得到以後，再將整數值轉換成指針，進行對應的操作。