C++ cast类型转换总结_C++ static_cast与dynamic_cast区别

C++中四种类型转换操作符提升安全性：static_cast用于编译期安全转换如基本类型和向上转型；dynamic_cast在运行时检查多态类型的向下转型，失败返回nullptr或抛异常；const_cast修改const/volatile属性；reinterpret_cast进行低层级位重解释，风险高应避免。优先使用新式转换以增强代码清晰性与安全性。

在C++中，类型转换是日常编程中不可避免的操作。为了更安全、更明确地进行类型转换，C++引入了四种新的强制类型转换操作符：static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast。相比C风格的 (type)value 转换，这些新式转换更清晰地表达了转换意图，并在编译期或运行期提供更好的安全性检查。

static_cast：静态类型转换

static_cast 是最常用的类型转换操作符，用于在相关类型之间进行显式转换，其转换过程在编译期完成，不进行运行时类型检查。

常见用途包括：

• 基本数据类型之间的转换，如 int 转 double，float 转 int（可能有精度损失）
• 指针或引用在继承层次结构中的向上转换（up-casting），即派生类指针转为基类指针
• 调用显式构造函数进行对象转换
• void* 与其他指针类型之间的转换（需谨慎）

double d = 3.14;
int i = static_cast<int>(d); // 基本类型转换
<p>Base<em> base = static_cast<Base</em>>(derived_ptr); // 向上转型，安全

注意：static_cast 也可用于向下转型（down-casting），但不会进行类型安全检查，若类型不匹配会导致未定义行为。

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dynamic_cast：动态类型转换

dynamic_cast 主要用于在继承体系中进行安全的向下转型或跨类转换，其检查发生在运行时，依赖于RTTI（Run-Time Type Information）。

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使用限制和特点：

• 只能用于多态类型（即包含虚函数的类）的指针或引用
• 用于指针时，转换失败返回 nullptr
• 用于引用时，转换失败抛出 std::bad_cast 异常
• 性能开销较大，因为需要运行时类型检查

Base* ptr = new Derived();
Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(ptr);
if (d) {
    // 转换成功，安全使用
}

dynamic_cast 的安全性使其成为处理多态对象时首选的向下转型方式。

static_cast 与 dynamic_cast 的核心区别

• 检查时机：static_cast 在编译期完成，dynamic_cast 在运行期检查
• 安全性：static_cast 不检查向下转型的正确性，dynamic_cast 安全可靠
• 性能：static_cast 更快，无运行时开销；dynamic_cast 有性能成本
• 使用条件：dynamic_cast 要求类必须是多态的，static_cast 无此限制
• 用途侧重：static_cast 适用于已知安全的转换，dynamic_cast 用于不确定类型的场景

其他转换操作符简要说明

const_cast：用于添加或移除 const 或 volatile 属性。典型用途是将 const 指针转为非 const，但修改原本被定义为 const 的对象仍是未定义行为。

reinterpret_cast：低层级的位模式重新解释，如将指针转为整数，或不同类型的指针之间转换。非常危险，应尽量避免使用。

基本上就这些。选择合适的 cast 关键在于理解转换的语义和安全需求。优先使用 static_cast 进行明确且安全的转换，涉及多态向下转型时使用 dynamic_cast 保证安全。避免C风格转换，以提高代码可读性和安全性。

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