c++中static_cast和dynamic_cast的区别_C++四种类型转换关键字详解

static_cast在编译期进行无运行时检查的类型转换，适用于确定类型的向上转型或基本类型转换；dynamic_cast在运行时通过RTTI确保安全的向下转型，仅用于多态类型，性能较低但更安全。

在C++中，类型转换是常见操作，但与C语言的强制类型转换不同，C++提供了四个专门的关键字来实现更安全、更明确的类型转换：static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast。它们各有用途，尤其 static_cast 和 dynamic_cast 在类继承体系中使用频繁，但功能和机制有本质区别。

static_cast：静态类型转换

static_cast 是在编译期完成的类型转换，适用于已知类型之间安全或合理的转换。它不进行运行时类型检查，因此效率高，但需要程序员确保转换的正确性。

常见用途包括：

• 基本数据类型之间的转换，如 int 转 double
• 指针或引用在继承层次中的向上转换（up-casting），即派生类转基类
• 具有显式构造函数或转换运算符的类之间的转换

例如：

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class Base {};
class Derived : public Base {};
<p>Derived d;
Base<em> b = static_cast<Base</em>>(&d); // 合法，向上转型</p>

注意：static_cast 也可用于向下转换（down-cast），但若目标类型不匹配，结果未定义，不安全。

dynamic_cast：动态类型转换

dynamic_cast 主要用于继承体系中的安全向下转型或跨继承转换，它在运行时通过 RTTI（Run-Time Type Information）检查对象的实际类型，确保转换的安全性。

它的使用有严格条件：

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• 目标类型必须是指针或引用
• 基类必须是多态的（即至少有一个虚函数）

转换成功返回合法指针或引用，失败时指针转为 nullptr，引用抛出 std::bad_cast 异常。

示例：

class Base {
public:
    virtual ~Base() {} // 必须有虚函数
};
class Derived : public Base {};
<p>Base<em> b = new Base();
Derived</em> d = dynamic_cast<Derived*>(b);
if (d) {
// 转换成功
} else {
// 转换失败，b 实际不是 Derived 类型
}</p>

由于 dynamic_cast 需要运行时检查，性能低于 static_cast，但更安全，适合不确定对象实际类型时使用。

两者核心区别

• 时机不同：static_cast 在编译期处理，dynamic_cast 在运行期判断
• 安全性不同：static_cast 不检查，依赖程序员；dynamic_cast 自动验证，更安全
• 性能不同：static_cast 快，dynamic_cast 慢
• 限制不同：dynamic_cast 要求多态类型，static_cast 无此限制

其他两个类型转换关键字

const_cast：唯一能移除或添加 const、volatile 属性的转换。常用于调用第三方接口时临时去除 const 限定，但修改原本 const 的对象属于未定义行为。

const int a = 10;
int* p = const_cast<int*>(&a);
// *p = 20; // 危险！原对象是 const

reinterpret_cast：最危险的转换，用于完全不相关类型的重新解释，如指针转整数、函数指针转 void* 等。依赖底层表示，可移植性差，应尽量避免。

int i = 42;
char* c = reinterpret_cast<char*>(&i); // 将 int 地址当作 char 指针

基本上就这些。理解这四种 cast 的适用场景，有助于写出更清晰、更安全的 C++ 代码。尤其在涉及继承和多态时，优先考虑 dynamic_cast 做向下转型，而 static_cast 更适合确定类型的转换。不复杂但容易忽略细节。

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