在 C++ 中，类型转换是将一种数据类型转换为另一种数据类型的过程。C++ 提供了多种类型转换方式，包括 C 风格的类型转换和 C++ 引入的四种显式类型转换操作符（static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast）。以下是 C++ 类型转换的详细介绍：

1.C 风格的类型转换

C 风格的类型转换是 C++ 从 C 语言继承而来的，语法简单但不够安全。

语法：

(type) expression;

示例：

int a = 10;
double b = (double)a; // 将 int 转换为 double

缺点：

• 缺乏类型检查，容易出错。
• 可读性差，难以区分转换的具体类型。
• 可造成数据丢失，如int转double。

2.C++ 显式类型转换

C++ 引入了四种显式类型转换操作符，提供了更安全和更具表达力的类型转换方式。

2.1 static_cast

用于静态类型转换，通常在编译时完成。

适用场景：

• 基本数据类型之间的转换（如 int 转 double）。
• 指针或引用之间的转换（如基类指针转派生类指针）。
• 显式调用构造函数或转换函数。

语法：

static_cast<new_type>(expression);

示例：

int a = 10;
double b = static_cast<double>(a); // int 转 double

class Base {};
class Derived : public Base {};
Base* basePtr = new Derived;
Derived* derivedPtr = static_cast<Derived*>(basePtr); // 基类指针转派生类指针

注意：

• 不进行运行时类型检查，转换可能不安全。

2.2 dynamic_cast

用于动态类型转换，通常在运行时完成。主要用于多态类型之间的转换。

适用场景：

• 将基类指针或引用转换为派生类指针或引用。
• 检查转换是否成功（失败时返回 nullptr 或抛出异常）。

语法：

dynamic_cast<new_type>(expression);

示例：

class Base {
public:
    virtual void foo() {} // 必须有虚函数
};
class Derived : public Base {};

Base* basePtr = new Derived;
Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr); // 基类指针转派生类指针

if (derivedPtr) {
    std::cout << "转换成功！" << std::endl;
} else {
    std::cout << "转换失败！" << std::endl;
}

注意：

• 只能用于多态类型（基类必须有虚函数）。
• 运行时开销较大。

2.3const_cast

用于添加或移除 const 或 volatile 修饰符。

适用场景：

• 修改 const 或 volatile 属性。

语法：

const_cast<new_type>(expression);

示例：

const int a = 10;
int* b = const_cast<int*>(&a); // 移除 const 属性
*b = 20; // 未定义行为，修改 const 对象的值是危险的

void print(char* str) {
    std::cout << str << std::endl;
}

const char* str = "Hello";
print(const_cast<char*>(str)); // 移除 const 属性

注意：

• 不能用于修改真正的常量对象（如字符串字面量）。
• 只能修改指针类型变量

2.4 reinterpret_cast

用于低级别的类型转换，通常用于指针或整数之间的转换。

适用场景：

• 指针与整数之间的转换。
• 不同类型指针之间的转换。

语法：

reinterpret_cast<new_type>(expression);

示例：

int a = 10;
int* ptr = &a;
uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(ptr); // 指针转整数

int* newPtr = reinterpret_cast<int*>(addr); // 整数转指针

注意：

• 不进行类型检查，非常危险，容易导致未定义行为。

3.隐式类型转换

C++ 支持隐式类型转换，编译器会自动进行类型转换。

示例：

int a = 10;
double b = a; // int 隐式转换为 double

class MyClass {
public:
    MyClass(int x) {} // 转换构造函数
};

MyClass obj = 10; // int 隐式转换为 MyClass

注意：

• 隐式转换可能导致意外的行为，可以通过 explicit 关键字禁止隐式转换。

4.用户定义的类型转换

C++ 允许用户通过定义转换函数或转换构造函数来实现自定义类型转换。

4.1 转换构造函数

class MyClass {
public:
    MyClass(int x) {} // 转换构造函数
};

4.2 转换函数

class MyClass {
public:
    operator int() const { // 转换函数
        return 10;
    }
};

MyClass obj;
int a = obj; // 调用转换函数

5.总结

• 推荐使用 C++ 的显式类型转换操作符，避免使用 C 风格的类型转换。
• 根据具体需求选择合适的转换方式，确保代码的安全性和可读性。