C 强制类型转换

强制类型转换是把变量从一种类型转换为另一种数据类型。例如，如果您想存储一个 long 类型的值到一个简单的整型中，您需要把 long 类型强制转换为 int 类型。您可以使用强制类型转换运算符来把值显式地从一种类型转换为另一种类型，如下所示：

(type_name) expression

请看下面的实例，使用强制类型转换运算符把一个整数变量除以另一个整数变量，得到一个浮点数：

#include <stdio.h>

int main()
{
   int sum = 17, count = 5;
   double mean;

   mean = (double) sum / count;
   printf("Value of mean : %f\n", mean );

}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of mean : 3.400000

这里要注意的是强制类型转换运算符的优先级大于除法，因此 sum 的值首先被转换为 double 型，然后除以 count，得到一个类型为 double 的值。

类型转换可以是隐式的，由编译器自动执行，也可以是显式的，通过使用强制类型转换运算符来指定。在编程时，有需要类型转换的时候都用上强制类型转换运算符，是一种良好的编程习惯。

static_cast 静态转换（编译时检查）

用法： static_cast <类型说明符> （变量或表达式）

static_cast静态转换相当于C语言中的强制转换，但不能实现普通指针数据（空指针除外）的强制转换，一般用于父类和子类指针、引用间的相互转换。

• 用于类层次结构中基类（父类）和派生类（子类）之间 指针 或 引用 的转换。不管是否发生多态，父子之间互转时，编译器都不会报错。
  • （1）进行 上行转换 （把派生类的指针或引用转换成基类表示）是 安全 的；
  • （2）进行 下行转换 （把基类指针或引用转换成派生类表示）时，由于没有动态类型检查，所以是 不安全 的，但是编译器不会报错。
• 用于基本数据类型之间的转换，如把int转换成char，把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
• 把空指针转换成目标类型的空指针。
• 把任何指针类型转换成空指针类型。

注意：static_cast不能转换掉expression的const、volatile、或者__unaligned属性

如果涉及到类的话，static_cast只能在有相互联系的类型中进行相互转换,不一定包含虚函数。

在C++语言中static_cast用于数据类型的强制转换，强制将一种数据类型转换为另一种数据类型。例如将整型数据转换为浮点型数据。

[例1]C语言所采用的类型转换方式：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    int b = 3;
    double result = (double)a / (double)b;

    cout << result << endl;    // 3.33333

    return 0;
}

例1中将整型变量a和b转换为双精度浮点型，然后相除。在C++语言中，我们可以采用static_cast关键字来进行强制类型转换，如下所示。

[例2]static_cast关键字的使用：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    int b = 3;
    double result = static_cast<double> (a) / static_cast<double> (b);
    //其实写一个 static_cast<double> 就行

    cout << result << endl;    // 3.33333

    return 0;
}

在本例中同样是将整型变量a转换为双精度浮点型。采用static_cast进行强制数据类型转换时，将想要转换成的数据类型放到尖括号中，将待转换的变量或表达式放在元括号中。

const_cast 常量转换

在C语言中，const限定符通常被用来限定变量，用于表示该变量的值不能被修改。

上边的 static_cast 不能将 const int 转成 int，const_cast 就可以，

用法： const_cast (expression)

const_cast，用于修改类型的const或volatile属性，只能对是 引用 或者 指针 的变量添加或移除const。（除了const 或volatile修饰之外， type_id和expression的类型是一样的。）

const_cast则正是用于强制去掉这种不能被修改的常数特性，但需要特别注意的是const_cast不是用于去除变量的常量性，而是去除 指向常数对象的指针或引用 的常量性，其去除常量性的对象必须为指针或引用。

常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；
常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。

int main()
{
    const int a = 10;
    const int* p = &a;
    int* q = const_cast<int*>(p);
    *q = 20;    //fine

    cout << "a=" << a << " " << "&a = " << &a << endl;
    cout << "*p=" << *p << " " << "p = " << p << endl;
    cout << "*q=" << *q << " " << "q = " << q << endl;

    return 0;
}

//a = 10 & a = 012FFC10
//* p = 20 p = 012FFC10
//* q = 20 q = 012FFC10

int main() {
    int c = 11;
    const int a = c;
    const int* p = &a;
    int* q = const_cast<int*>(p);
    *q = 20;    //fine

    cout << "a=" << a << " " << "&a = " << &a << endl;
    cout << "*p=" << *p << " " << "p = " << p << endl;
    cout << "*q=" << *q << " " << "q = " << q << endl;

    return 0;
}

//a = 20 &a = 007BFD64
//* p = 20 p = 007BFD64
//* q = 20 q = 007BFD64

int main() {
    const int c = 11;
    const int a = c;
    const int* p = &a;
    int* q = const_cast<int*>(p);
    *q = 20;    //fine

    cout << "a=" << a << " " << "&a = " << &a << endl;
    cout << "*p=" << *p << " " << "p = " << p << endl;
    cout << "*q=" << *q << " " << "q = " << q << endl;

    return 0;
}

//a = 11 & a = 00EFFB44
//* p = 20 p = 00EFFB44
//* q = 20 q = 00EFFB44

查看运行结果，问题来了，指针p和指针q都是指向a变量的，指向地址相同，而且经过调试发现012FFC10地址内的值确实由10被修改成了20，这是怎么一回事呢？为什么a的值打印出来还是10呢？

其实这是一件好事，我们要庆幸a变量最终的值没有变成20！变量a一开始就被声明为一个常量变量，不管后面的程序怎么处理，它就是一个常量，就是不会变化的。试想一下如果这个变量a最终变成了20会有什么后果呢？对于这些简短的程序而言，如果最后a变成了20，我们会一眼看出是q指针修改了，但是一旦一个项目工程非常庞大的时候，在程序某个地方出现了一个q这样的指针，它可以修改常量a，这是一件很可怕的事情的，可以说是一个程序的漏洞，毕竟将变量a声明为常量就是不希望修改它，如果后面能修改，这就太恐怖了。

我们称“*q=20”语句为未定义行为语句，所谓的未定义行为是指在标准的C++规范中并没有明确规定这种语句的具体行为，该语句的具体行为由编译器来自行决定如何处理。对于这种未定义行为的语句我们应该尽量予以避免！

reinterpret_cast 重新解释转换

在C++语言中，reinterpret_cast 主要有三种强制转换用途：

• 1、改变指针或引用的类型
• 2、将指针或引用转换为一个足够长度的整形
• 3、将整型转换为指针或引用类型

用法： reinterpret_cast (expression)

type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。

它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针（先把一个指针转换成一个整数，在把该整数转换成原类型的指针，还可以得到原先的指针值）。

我们映射到的类型仅仅是为了故弄玄虚和其他目的，这是所有映射中最危险的。(这句话是C++编程思想中的原话)。因此, 你需要谨慎使用 reinterpret_cast。

int *a = new int;
double *d = reinterpret_cast<double *>(a);

在上面代码中，将整型指针通过reinterpret_cast强制转换成了双精度浮点型指针。
reinterpret_cast可以将指针或引用转换为一个足够长度的整形，此中的足够长度具体长度需要多少则取决于操作系统，如果是32位的操作系统，就需要4个字节及以上的整型，如果是64位的操作系统则需要8个字节及以上的整型。

typedef void (* FUNC)();
int DoSomething (int i)
{
    cout<< "DoSomething" <<endl;
    return 0; 
}

void Test () {
    // reinterpret_cast可以编译器以FUNC的定义方式去看待DoSomething函数
    // 所以非常的BUG，下面转换函数指针的代码是不可移植的，所以不建议这样用
    // C++不保证所有的函数指针都被一样的使用，所以这样用有时会产生不确定的结果 
    FUNC f = reinterpret_cast<FUNC>(DoSomething);
    f();
}