作者：LeeHappen
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C++是一門弱類型的語言，提供了許多複雜和靈巧類型轉換的方式。筆者之前寫的Python與Go都是強類型的語言，對這種弱類型的設計實在是接受無力啊 （ 生活所迫，工作還得寫C++啊）C++語言提供了四種類型轉換的操作：static_cast,dynamic_cast,reinterpret_cast,const_cast，今天就來聊一聊，在C++之中應該如何來使用這些類型轉換的。
1、舊式類型轉換開門見山，先聊聊筆者對類型轉換的看法吧。從設計上看，一門面向對象的語言是不一樣提供類型轉換的，這種方式破壞了類型系統。C++為了兼容C也不得不吞下這個苦果，在實際進行編程工作的過程之中，並不太推薦大家使用類型轉換。（Java在這裡就做了一些妥協，在基本類型之中提供了類型轉換。對於對象類型則不提供類型轉換這種黑魔法）
C++之中提供了兩種類型轉換的方式，第一種方式沿用了C語言之中的類型轉換，稱之為舊式類型轉換。說起來也很簡單，舉個慄子：
char x = 'c';
int y = (int) x;
這是最簡單的一個舊式類型轉換，一個char類型被裝換為一個int類型。但是這種舊式的類型轉換是存在問題的：過於粗暴且極易失控，所以C++新提供了四種新式的類型轉換來替代舊式的類型轉換，這四種類型轉換分別用於不用的轉換場景，接下來筆者來一一梳理一下它們的用法。
2、新式的類型轉換C++語言提供了四種新式類型轉換的操作：
static_cast,dynamic_cast,reinterpret_cast,const_cast，這些操作都依託了C++的模板來使用，標準的用法是
xxx_cast<轉換類型>(轉換參數)
這種新式轉換優於舊式的轉換就在於：編譯器可以在轉換期間進行更多的檢查，對於一些不符合轉換邏輯的轉換進行一些糾錯。而某些類型轉換操作可以利用RTTI(運行時類型信息)來確保類型轉換的合理，這是舊式的類型轉換無法達成的效果。
從名字上就可以看出來，這廝是用來對const屬性進行類型轉換的。這個名字取得有些偏頗，它同樣適用於volatile屬性。它可以為變量添加或接觸上述屬性，它也是新式轉換之中唯一具有這個能力的轉換方式，沒有什麼額外的坑，用戶體驗良好：（但是偶爾對於const屬性的轉換需要執行多步，先通過const_cast轉換，再藉助其他轉換）
atoi（const_cast<const char*>(char_ptr)）
static_cast 是靜態的轉換形式，不通過運行時類型檢查來保證轉換的安全性。它主要用於如下場合：
用於基本數據類型之間的轉換，如把long轉換成char，把int轉換成char。
用於面向對象編程之中基類與派生類之間的指針或引用轉換。它分為兩種
上行轉換（把派生類的指針或引用轉換成基類）是安全的；
下行轉換（把基類指針或引用轉換成派生類），由於沒有運行時的動態類型檢查，所以是不安全的。
把非const屬性的類型轉換為const類型，但是不能將const類型轉換為非const類型，這個得藉助前文的const_cast。
void 的空指針轉換成其他類型的的空指針。
上面的幾種概念的比較好理解，這裡筆者著重聊聊上下行轉換：不囉嗦，看代碼：
class Bird {
public:
virtual void fly() {
cout << "I can fly." << endl;
}
};
class Penguin:public Bird {
public:
void fly() {
cout << "I can't fly." << endl;
}
};
上述代碼我們定義了兩個類Bird與Penguin：
int main() {
Penguin* p = new (std::nothrow) Penguin;
Bird* b = static_cast<Bird *>(p);
b->fly();
return 0;
}
上行轉換，將派生類轉換為基類的指針，合法。
int main() {
Bird* b = new (std::nothrow) Bird;
Penguin* p = static_cast<Penguin *>(b);
if (p != nullptr) {
p->fly();
} else {
}
return 0;
}
下行轉換，將基類轉換為派生類的指針，此時程序的行為是不確定的。並且編譯期間並沒有警告，這是一種十分危險的用法，所以使用時一定要謹小慎微。所以接下來就要請出下一種轉換dynamic_cast，這是在對象基類和派生類之間轉換推薦的一種方式。
dynamic_cast主要用於在類層次間進行上下行轉換時，它與static_cast的最大的區別就在於dynamic_cast能夠在運行時進行類型檢查的功能，所以做起類型轉換比static_cast更安全，但是dynamic_cast會耗費更多的系統資源。dynamic_cast是無法通過舊式類型轉換完成的類型轉換。
int main() {
Bird* b = new (std::nothrow) Bird;
Penguin* p = dynamic_cast<Penguin *>(b);
if (p != nullptr) {
p->fly();
} else {
cout << "cast failed" << endl;
}
return 0;
}
dynamic_cast對於非法的下行轉換會返回空指針，所以可以在一定程度上避免不安全的類型轉換。
reinterpret_cast主要用於指針類型之間的轉換，和對象到指針類型之間的轉換。reinterpret就是對數據的比特位重新解釋轉換為我們需要轉換的對象。其與static_cast的區別在於其能處理有繼承關係類的指針和內置數據類型的轉換。而reinterpret_cast能夠處理所有指針(引用)之間的轉換
int main() {
Bird* b = new (std::nothrow) Bird;
Penguin* p = reinterpret_cast<Penguin *>(b);
if (p != nullptr) {
p->fly();
} else {
cout << "cast failed" << endl;
}
return 0;
}
上述代碼依舊可以轉換成功，結果不可控。
3、小結梳理完C++新引進的四種類型轉換符之後，想必大家在實踐之中可以很好的運用好這些C++的類型轉換。後續筆者還會繼續深入的探討有關C++之中類型系統相關的內容，歡迎大家多多指教。
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