static_cast 和 dynamic_cast 的区别

static_cast一般用来将枚举类型转换成整型,或者整型转换成浮点型。也可以用来将指向父类的指针转换成指向子类的指针。做这些转换前,你必须确定要转换的数据确实是目标类型的数据,因为static_cast不做运行时的类型检查以保证转换的安全性。也因此,static_cast不如dynamic_cast安全。对含有二义性的指针,dynamic_cast会转换失败,而static_cast却直接且粗暴地进行转换。这是非常危险的。

比如:

class B {};

class D : public B {};

void f(B* pb, D* pd) {
D* pd2 = static_cast<D*>(pb); // Not safe, D can have fields
// and methods that are not in B. B* pb2 = static_cast<B*>(pd); // Safe conversion, D always
// contains all of B.
}

上面的第一个类型转换是不安全的。比如,一旦使用pd2调用了一个子类D有而父类B没有的方法,则程序就会因越界访问而崩溃。

static_cast和dynamic_cast都可以用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。所不同的是,static_cast仅仅是依靠类型转换语句中提供的信息(尖括号中的类型)来进行转换;而dynamic_cast则会遍历整个类的继承体系进行类型检查。比如:

class B {
public:
virtual void Test(){}
};
class D : public B {}; void f(B* pb) {
D* pd1 = dynamic_cast<D*>(pb);
D* pd2 = static_cast<D*>(pb);
}

如果pb确实是指向一个D类型的对象,那pd1和pd2的值是相同的,即使pb为NULL。

如果pb实际指向的是一个B类型的对象,那dynamic_cast就会转换失败,并返回NULL(此时pd1为NULL);而static_cast却依据程序员指定的类型简单地返回一个指针指向假定的D类型的对象(此时pd2不为NULL),这当然是错误的。

static_cast还可以在两个类对象之间进行转换,比如把类型为A的对象a,转换为类型为B的对象。如下:

class A;
class B; A a;
B b;
b = static_cast<B>(a);

此过程可以看做是以a为参数构造一个B类型的临时对象,然后再把这个临时对象赋值给b。如下:

class A;
class B; A a;
B b; B c(a); b = c;

所以,如果让以上代码通过编译,那么B类必须含有以A类的对象(或对象的引用)为参数的构造函数。如下:

B(A& a)
{
// ...
}

这实际上是把转换的工作交给构造函数去做了。

static_cast最常用的是基本类型直接的转换,比如char与int、int与float、enum与int之间的转换。在把int转换为char时,如果char没有足够的比特位来存放int的值(int>127或int<-127时),那么static_cast所做的只是简单的截断,及简单地把int的低8位复制到char的8位中,并直接抛弃高位。在把int转换为enum时,如果int的值没有落进enum的范围内,则enum的值将是“未定义”的。比如,定义一个枚举类型Week,它包含周一到周日七天:

enum Week
{
Monday = 1,
Tuesday,
Wednesday,
Thursday,
Friday,
Saturday,
Sunday
};

此时如果把值为8的int转换为week类型,那么这个Week变量不会是周一到周日的任何一天。

Week noday = static_cast<Week>(8);

如果你用“%d”格式把它打印出来,你会发现,它的值确实是8。但这已经超出周一到周日了。世界上没有“星期八”,不是吗?

static_cast甚至可以把任何一个表达式转换为void类型。

再次提醒,static_cast完全靠程序员自己去保证转换的正确性。

static_cast转换的目标类型可以带const、volatile或__unaligned属性。但static_cast不能把源类型的这些熟悉移除。如果想强制移除一个变量的const、volatile或__unaligned属性,请参考const_cast操作符。

小结一下:

static_cast常用来进行基本类型直接的转换,如char与int、int与float、enum与int之间;

static_cast也可以转换用户自定义类型,但目标类型必须含有相应的构造函数;

static_cast还可以转换对象的指针类型,但它不进行运行时类型检查,所以是不安全的;

static_cast甚至可以把任何表达式都转换成void类型;

satic_cast不能移除变量的const属性,请参考const_cast操作符;

static_cast进行的是简单粗暴的转换,所以其正确性完全由程序员自己保证

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