C++杂忆集（八）

C++的类型转换运算符

在C++之前的C语言中我们知道C语言的类型转换是通过 (目标类型)需转换的数据源，来进行显式类型转换的。我们知道对于类型转换，如果是隐式的类型转换，是安全的，但显式的类型转换是存在风险的，例如：（int）double，这种转换就存在丢失精度的风险，当然这种风险是很低的，有的时候是我们确实需要的。这里有一个比较重要的思想是我们知道他的风险，但是结果是我们所需要的，也就是说我们清楚的知道我们现在所做的事情是什么，我们也了解其风险。
但问题是，有的时候我们并不知道我们做的类型转换具有什么样的风险，或者说我们没有注意到其风险的时候，我们却做了这样的转换，并且这种转换是可行的，那么就会确实对我们的代码造成我们所不可预知的风险。也就是说在使用C语言的传统的显示类型转换的时候，不会有风险的强调，换句话说就是描述粒度太大，并没有对类型转换行为的风险进行细化的强调，使得我们容易忽视其存在的风险。为此C++推出了粒度更为细分的类型转换机制。
C++对类型转换细分为了4种类型，并且为他们分别新增加了4个关键字，分别是：static_cast、const_cast 、reinterpret_cast、dynamic_cast。这些关键字的使用规则是：
XXX_cast < type_id> (expreession)。 其中：type_id代表的是目标类型，expression代表的是原数据。

简单来说：
static_cast 用于良性转换，一般不会导致意外发生，风险很低；
const_cast 用于 const 与非 const、volatile 与非 volatile 之间的转换（可以用来移除变量的const或volatile限定符）；
reinterpret_cast高度危险的转换，这种转换仅仅是对二进制位的重新解释（可以把整形值转换为地址），不会借助已有的
        转换规则对数据进行调整，但是可以实现最灵活的 C++ 类型转换；
dynamic_cast借助RTTI，用于类型安全的向下转型（当运行下行转换时，dynamic_cast具有类型检查功能，比static_cast
        更安全）。
具体来说：
一、st
4000
atic_cast 只能用于良性转换，这样的转换风险较低，一般不会发生什么意外。
A、例如：
1、 原有的自动类型转换，例如 short 转 int、int 转 double、const 转非 const、向上转型等。
2、 void 指针和具体类型指针之间的转换，例如void *转int *、char *转void *等。
3、 有转换构造函数或者类型转换函数的类与其它类型之间的转换，例如 double 转 Complex（调用转换构造函数）、Complex 转 double（调用类型转换函数）。
B、需要注意的是，static_cast 不能用于无关类型之间的转换，因为这些转换都是有风险的，例如：
1、两个具体类型指针之间的转换。因为不同类型数据的存储格式不同，所以这种转换可能存在读取到的数据无意义或者破坏原
    始数据的风险。
2、int 和指针之间的转换。将一个具体的地址赋值给指针变量是非常危险  的，因为该地址上的内存可能没有分配，也可能没有
    读写权限。
C、static_cast 也不能用来去掉表达式的 const 修饰和 volatile 修饰。换   句话说，不能将 const/volatile 类型转换为非 
    const/volatile 类型。
D、static_cast 是“静态转换”的意思，也就是在编译期间转换，转换失败的话会抛出一个编译错误。
二、const_cast 用来去掉表达式的 const 修饰或 volatile 修饰。换句话说，const_cast就是用来将 const/volatile 类型转换为非        const/volatile 类型。
三、reinterpret_cast 是“重新解释”的意思，顾名思义，reinterpret_cast 这种转换仅仅 是对二进制位的重新解释，不会借
    助已有的转换规则对数据进行调整，非常简单粗暴，所以风险很高。可以认为是 static_cast 的一种补充，一些 static_cast 不     能完成的转换，就可以用 reinterpret_cast 来完成，例如两个具体类型指针之间的转换、int 和指针之间的转换（有些编译器
    只允许 int转指针，不允许反过来）。
四、dynamic_cast 用于在类的继承层次之间进行类型转换，它既允许向上转型（Upcasting），也允许向下转型
    （Downcasting）。向上转型是无条件的，不会进行 任何检测，所以都能成功；向下转型的前提必须是安全的，要借助
       RTTI 进行检测，所有只有一部分能成功。dynamic_cast 与 static_cast 是相对的，dynamic_cast 是“动态转换”的意思，
       static_cast 是“静态转换”的意思。dynamic_cast 会在程序运行期间借助 RTTI 进行类型转换，这就要求基类必须包含虚
       函数；static_cast 在编译期间完成类型转换，能够更加及时地发现错误。对于指针，如果转换失败将返回 NULL；对于引
       用，如果转换失败将抛出std::bad_cast异常。
A、向上转型（Upcasting）
            向上转型时，只要待转换的两个类型之间存在继承关系，并且基类包含了虚函数（这些信息在编译期间就能确定），就一定能转换成功。因为向上转型始终是安全的，所以 dynamic_cast 不会进行任何运行期间的检查，这个时候的 dynamic_cast 和 static_cast 就没有什么区别了。
B、 向下转型（Downcasting）
向下转型是有风险的，dynamic_cast 会借助 RTTI 信息进行检测，确定安全的才能转换成功，否则就转换失败。