命名的强制类型转换操作符

标准 C++ 为了加强类型转换的可视性，引入命名的强制转换操作符，为程序员在必须使用强制转换时提供了更好的工具。

命名的强制类型转换符号的一般形式如下：
　　cast-name<type>(expression);

其中 cast-name 为 static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast 之一，

type 为转换的目标类型，而 expression 则是被强制转换的值。强制转换的类型指定了在 expression 上执行某种特定类型的转换。

dynamic_cast:
　　支持运行时识别指针或引用所指向的对象。

const_cast:
　　顾名思义，将转换掉表达式的 const 性质。例如，假设有函数 string_copy，只有唯一的参数，为 char* 类型，我们对该函数只读不写。在访问该函数时，最好的选择是修改它让它接受 const char* 类型的参数。如果不行，可通过 const_cast 用一个 const 值调用 string_copy 函数：
　　const char *pc_str;
　　char *pc = string_copy(const_cast<char*>(pc_str));

只有使用 const_cast 才能将 const 性质转换掉。在这种情况下，试图使用其他三种形式的强制转换都会导致编译时的错误。类似地，除了添加或删除 const 特性，用 const_cast 符来执行其他任何类型转换，都会引起编译错误。

static_cast:
　　编译器隐式执行的任何类型转换都可以由 static_cast 显式完成：
　　　　double d = 97.0;
　　　　// cast specified to indicate that the conversion is intentional
　　　　char ch = static_cast<char>(d);

 

当需要将一个较大的算术类型赋值给较小的类型时，使用强制转换非常有用。此时，强制类型转换告诉程序的读者和编译器：我们知道并且不关心潜在的精度损失。对于从一个较大的算术类型到一个较小类型的赋值，编译器通常会产生警告。当我们显式地提供强制类型转换时，警告信息就会被关闭。

如果编译器不提供自动转换，使用 static_cast 来执行类型转换也是很有用的。例如，下面的程序使用 static_cast 找回存放在 void* 指针中的值：
　　void* p = &d; // ok: address of any data object can be stored in a void*
　　// ok: converts void* back to the original pointer type
　　double *dp = static_cast<double*>(p);

可通过 static_cast 将存放在 void* 中的指针值强制转换为原来的指针类型，此时我们应确保保持指针值。也就是说，强制转换的结果应与原来的地址值相等。

reinterpret_cast:
　　通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释reinterpret_cast 本质上依赖于机器。为了安全地使用 reinterpret_cast，要求程序员完全理解所涉及的数据类型，以及编译器实现强制类型转换的细节。
 
例如，对于下面的强制转换：
　　int *ip;
　　char *pc = reinterpret_cast<char*>(ip);

程序员必须永远记得 pc 所指向的真实对象其实是 int 型，而并非字符数组。任何假设 pc 是普通字符指针的应用，都有可能带来有趣的运行时错误。例如，下面语句用 pc 来初始化一个 string 对象，它可能会引起运行时的怪异行为。
　　string str(pc);

用 pc 初始化 str 这个例子很好地说明了显式强制转换是多么的危险。问题源于类型已经改变时编译器没有提供任何警告或错误提示。当我们用 int 型地址初始化 pc 时，由于显式地声明了这样的转换是正确的，因此编译器不提供任何错误或警告信息。后面对 pc 的使用都假设它存放的是 char* 型对象的地址，编译器确实无法知道 pc 实际上是指向 int 型对象的指针。

因此用 pc 初始化 str 是完全正确的——虽然实际上是无意义的或是错误的。查找这类问题的原因相当困难，特别是如果 ip 到 pc 的强制转换和使用 pc 初始化 string 对象这两个应用发生在不同文件中的时候。

 

强烈建议：程序员避免使用强制类型转换，强制类型转换关闭或挂起了正常的类型检查。

 
与旧式强制类型转换兼容
在引入命名的强制类型转换操作符之前，显式强制转换用圆括号将类型括起来实现：
　　char *pc = (char*) ip;

效果与使用 reinterpret_cast 符号相同，但这种强制转换的可视性比较差，难以跟踪错误的转换。