C++之《剑指offer》学习记录（1）：类型转换关键字

笔者最近在找工作时，无意间读到了一本名为《剑指offer》的书，粗略翻阅了一下，感觉这将会是一本能让我不再苦恼于笔试和面试“手搓代码”的书。故笔者写下该系列博客记录自己的学习历程，希望能和这本书的读者朋友们一起交流学习心得。
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本博客关键词：类型转换关键字

类型转换关键字

先理解两个概念：

• 上行转换：将派生类的指针或引用转换为其基类的指针或引用。这种转换是安全的。
• 下行转换：将基类的指针或引用转换为派生类的指针或引用。这种转换可能不安全。
  C++中的类型转换关键字有4种：static_cast dynamic_cast const_cast reinterpret_cast，调用的统一格式为：cast-name < type > (expression);，其中cast-name是转换方式关键字，type是转换的目标类型，expression是被转换的值。

static_cast

1. static_cast关键字是在编译阶段运行的，不提供动态的检查，所以在编程时就需要确保转换的安全性。
2. 在类层次结构中转换，假如有父类Dad和子类Son，父类有一个virtual void speak()方法，子类有一个void speak()方法。Dad *dadPtr = new Son()就属于上行转换，这种转换是安全的，如果此时dadPtr->speak();输出仍为子类对应的speak()方法的内容。
3. Son *sonPrt = new Dad(33, 174);这种属于下行转换，是不安全的，而且在GCC中，这个语句编译器是会报错的，会显示"Dad *" 类型的值不能用于初始化 "Son *" 类型的实体。这是就需要通过static_cast来进行下行转换：Son *sonPrt = static_cast<Son*>(new Dad(33, 174));，这样就能成功实现类型转换，但依然是不安全的。此时调用sonPrt->speak();输出的是父类的speak()的内容。
4. static_cast也常用于基本数据类型之间的转换，如double a = static_cast<double>(1) / 3;输出为对应的浮点数0.333333，如果不加类型转换，输出为0。
5. 也可以实现把void指针转换成目标类型的指针（这是极不安全的）；

dynamic_cast

1. dynamic_cast会在运行时检查类型转换是否合法，具有较高的安全性，对于上行转换，dynamic_cast的效果和static_cast的效果基本一致，但是对于下行转换，dynamic_cast会检查转换类型，相比static_cast更安全。
2. 代码Son *sonPrt = dynamic_cast<Son *>(new Dad(33, 174));编译时不会报错，但是运行时会产生段错误。
3. dynamic_cast转换仅适用于指针或引用。
4. void *类型转换：使用dynamic_cast时，必须确保指针指向一个完整类类型，然后才能进行void *的转换

class A{virtual void f(){}};
int main()
{
    A *pA = new A;
    void *pV = dynamic_cast<void*>(pA);
}

const_cast

1. const_cast的作用是移除或添加const或volatile属性。它是唯一可以用于修改const或volatile修饰符的类型转换运算符。
2. 移除const属性举例：

 const int a = 10;
int *pc = const_cast<int *>(&a);
// int *pc = &a // 报错
*pc = 12;
cout << *pc << endl; // 输出为12，a地址对应的值被修改

3. 添加const属性举例：

int a = 10;
const int *pc = const_cast<const int *>(&a);
// *pc = 12;  // 报错，因为pc对应的值是const类型，只读
cout << *pc << endl; // 输出为10

reinterpret_cast

非常激进的指针类型转换，在编译期完成，可以转换任何类型的指针，安全性非常低，一般不建议使用。