【C++】你只会强制类型转换吗？来看看C++的骚操作吧！

利刃大大

发布于 2025-05-21 11:55:41

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Ⅰ. `C`语言中的类型转换

在 C语言 中，如果赋值运算符左右两侧类型不同，或者形参与实参类型不匹配，或者返回值类型与接收返回值类型不一致时，就需要发生类型转化， C语言 中总共有两种形式的类型转换：隐式类型转换、显式类型转换。

隐式类型转化： 编译器在编译阶段自动进行，能转就转，不能转就编译失败。
显式类型转化： 需要用户自己处理。

int main()
{
	int i = 1;
	// 隐式类型转换
	double d = i;
	printf("%d, %.2f\n", i, d);

	int* p = &i;
	// 显示的强制类型转换
	int address = (int)p;
	printf("%x, %d\n", p, address);

	return 0;
}

// 运行结果：
1, 1.00
8eb9f564, -1900415644

C语言 风格的转换格式很简单，但是有不少缺点的：

隐式类型转化有些情况下可能会出问题：比如数据精度丢失。
显式类型转换将所有情况混合在一起，代码不够清晰。
转换的可视性比较差，所有的转换形式都是以一种相同形式书写，难以跟踪错误的转换。

因此 C++ 提出了自己的类型转化风格，注意 因为 C++ 要兼容 C 语言，所以 C++ 中还可以使用 C 语言的转化风格。

Ⅱ. `C++`的强制类型转换

C++ 为了加强类型转换的可视性，引入了四种命名的强制类型转换操作符：

static_cast
reinterpret_cast
const_cast
dynamic_cast

💥注意：强制类型转换关闭或挂起了正常的类型检查，每次使用强制类型转换前，程序员应该仔细考虑是否还有其他不同的方法达到同一目的，如果非强制类型转换不可，则应限制强制转换值的作用域，以减少发生错误的机会。强烈建议：避免使用强制类型转换。

下面我们依次来介绍每个的用法！

1、`static_cast`

static_cast 用于 非多态类型的转换（静态转换），编译器隐式执行的 任何类型转换都可用 static_cast ，但 不能用于两个不相关的类型进行转换，比如整形类型转化为指针类型，那是不允许的！

int main()
{
	double a = 3.14;
	int b = static_cast<int>(a); // 将a强制转化为int类型

	int* ptr = &b;
	int c = static_cast<int>(ptr); // ❌不相关类型转化不了
	return 0;
}

2、`reinterpret_cast`

reinterpret_cast 操作符通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释，用于 将一种类型转换为另一种不同的类型，比如说从整形转化为指针类型都是可以的！其实就是 与 static_cast 相反！

int main()
{
	double a = 3.14;
	int b = reinterpret_cast<int>(a); // ❌相关类型无法有效转换

	int* ptr = &b;
	int c = reinterpret_cast<int>(ptr); // 将指针类型转化为int类型是可以的
	return 0;
}

3、`const_cast`

const_cast 最常用的用途就是 删除变量的 const 属性，方便赋值。

int main()
{
	const int a = 1;
	int* p = const_cast<int*>(&a); // 将a赋给p之后，p是一个非const属性的变量
	*p = 3;
	cout << a << endl;
	cout << *p << endl;
	return 0;
}

// 运行结果：
1
3

这里的结果是不是有点奇怪，为什么明明修改的是指向 a 的值，但是 a 却还是 1 呢❓❓❓我们再来调试一下，会看到以下情况：

离不离谱，这到底是啥情况勒❓❓❓

其实这是因为 vs 编译器为我们做了优化，编译器认为 a 是一个常变量，所以将其放到了寄存器中去，而 p 通过类型转化指向 a，并且将值修改为了 3，但是这都是在内存级别的改动，对寄存器来说毫无影响，但其实 a 存储的地方已经被修改为了 3，只不过在寄存器中的 a 还不知道内存中已经发生了变化。此时我们又去打印 a 的时候，编译器是直接将寄存器中的 a，也就是值还为 1 的那个 a，进行了打印，就造成了现在我们看到的情况！

那么为了防止这种情况的发生，我们可以 使用 volatile 关键字对 a 变量进行修饰，说明要让 a 保持内存可见性！

4、dynamic_cast💥

dynamic_cast 用于==将一个父类对象的指针或引用转换为子类对象的指针或引用==，这是动态转换。

向上转型： 子类对象指针/引用 —> 父类对象指针/引用（不需要转换，赋值兼容规则）
向下转型： 父类对象指针/引用 —> 子类对象指针/引用 （用 dynamic_cast 进行转型保障安全）

注意事项：

dynamic_cast 只能用于父类含有虚函数的类。
dynamic_cast 会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能转换则返回 0。

class Parent
{
public:
	virtual void Print()
	{
		cout << "this is Parent!" << endl;
	}
};

class Child : public Parent
{
public:
	virtual void Print()
	{
		cout << "this is Child!" << endl;
	}
};

void Func(Parent* ptr)
{
	// static_cast不做检查，如果发生了数据越界则很危险，不推荐使用
	Child* pb1 = static_cast<Child*>(ptr);
	pb1->Print();

	// dynamic_cast会先检查是否能转换成功，能成功则转换，不能则返回nullptr
	// 父转子会导致不安全，所以dynamic_cast会直接转换失败，所以下面可以有一个判空
	Child* pb2 = dynamic_cast<Child*>(ptr);
	if (pb2 != nullptr)
		pb2->Print();
	else
		cout << "pb2 is nullptr" << endl;
}

int main()
{
	Parent p;
	Child c;
	Func(&p);
	Func(&c);
	return 0;
}

// 运行结果：
this is Parent!
pb2 is nullptr
this is Child!
this is Child!