C++类型转换的初步研究

C风格的类型转换

C风格类型转换包括隐式和显式（强制）。如int a = 2.5或float a = (float)1等，针对赋值、函数调用、返回值等情况，常见类型可以进行自动的类型转换，转换方式通常是有意义的，例如浮点型转换为整形，会截掉浮点部分，char型转换成整形会按照ASCII码排序等，隐式类型转换通常按照提升原则，把较小的类型如char提升到较大的类型如int再做进一步操作。

类型转换的提升

static_cast

类似C风格的静态类型强制转换，适用于：

1. 基础类型转换
2. 基类转子类（不安全），子类转基类（安全）
3. 任意表达式转void指针

int a = 0;
int b = static_cast<int>(2.5);     // 正确，基础类型转换
int *c = &a;
float *d = static_cast<float*>(c); // 错误，无关类型转换
void *e = static_cast<void*>(c);   // 正确，任意类型转空指针

上面提到了静态类型和动态类型，一个对象（变量）的静态类型就是其声明类型，如表达式int a中的int就是对象a的声明类型，即静态类型；而一个对象（变量）的动态类型就是指程序执行过程中对象（指针或引用）实际所指对象的类型，如Base* pB = new Drived; 其中class Drived继承于class Base，则指针对象pB的静态类型就是Base（声明类型），动态类型就是Drived（实际所指对象的类型），又如Base* pB = new Base；此时指针对象pB的静态类型和动态类型也是相等的，都是Base。对于动态类型我们需要下面的dynamic_cast。

dynamic_cast

有条件的动态类型转换，适用于：

1. 基类和子类之间的安全转换（基类必须要有虚函数）
2. 相同基类不同子类的类型转换

class BaseClass {
public:
    virtual void foo() {}; //基类必须有虚函数，否则dynamic_cast编译错误
};

class DerivedClass : public BaseClass {
};

BaseClass* pb = new DerivedClass();
DerivedClass *pd1 = static_cast<DerivedClass *>(pb);    //子类->父类，静态类型转换，正确但不推荐
DerivedClass *pd2 = dynamic_cast<DerivedClass *>(pb);   //子类->父类，动态类型转换，正确

BaseClass* pb2 = new BaseClass();
DerivedClass *pd21 = static_cast<DerivedClass *>(pb2);  //父类->子类，静态类型转换，危险
DerivedClass *pd22 = dynamic_cast<DerivedClass *>(pb2); //父类->子类，动态类型转换，结果是NULL

reinterpret_cast

用来处理无关类型间的转换，随便搞，编译都没问题，但是后面不一定能用。适用于：

1. 整形和指针间
2. 函数指针之间
3. 对象指针之间
4. 类成员函数指针之间
5. 类成员变量指针之间

直观上reinterpret_cast好像没什么用，因为转换类型过后大概率不能用，还是得转回原先的类型才能用。下面是一个很直（wu）观（liao）的例子。

#include <iostream>
// 返回一个地址的哈希值
// 不必在意地址所存放的具体类型和含义
unsigned short Hash(void *p) {
    unsigned int val = reinterpret_cast<unsigned int>(p);
    return (unsigned short)(val ^ (val >> 16));
}
using namespace std;
int main() {
    int a[20];
    for (int i = 0; i < 20; i++)
        cout << Hash(a + i) << endl;
}

const_cast

const_cast用于去除变量的常量（只读）属性，也是唯一可以达到这个目的的转换方式。例如：

int a = 1;
const int* b = &a;
*b = 2;     // 错误，const对象
int *c = const_cast<int *>(b);
*c = 3;     // 正确，const已解除

类型转换运算符

类成员的重载运算符，类似operator int();的形式，隐式类型转换时会调用，跟上面的几个关系不大，在这里就mark一下，有机会拓展。

参考

C++类型转换总结
浅谈C/C++的浮点数在内存中的存储方式