C++強制類型轉換

在C++語言中新增了四個關鍵字static_cast、const_cast、reinterpret_cast和dynamic_cast。這四個關鍵字都是用于強制類型轉換的。

static_cast

在C++語言中static_cast用于資料類型的強制轉換，強制将一種資料類型轉換為另一種資料類型。例如将整型資料轉換為浮點型資料。

C語言所采用的類型轉換方式：

int a = 10;
int b = 3;      

double result = (double)a / (double)b;

在C++語言中，我們可以采用static_cast關鍵字來進行強制類型轉換，如下所示：

int a = 10;
int b = 3;      

double result = static_cast<double>(a) / static_cast<double>(b);

格式可以概括為如下形式：

static_cast <類型說明符> （變量或表達式）

const_cast

在C語言中，const限定符通常被用來限定變量，用于表示該變量的值不能被修改。而const_cast則正是用于強制去掉這種不能被修改的常數特性，但需要特别注意的是const_cast不是用于去除變量的常量性，而是去除指向常數對象的指針或引用的常量性，其去除常量性的對象必須為指針或引用。

const int a = 10;
const int * p = &a;
*p = 20;                  //compile error
int b = const_cast<int>(a);  //compile error      

第一個編譯錯誤是*p因為具有常量性，其值是不能被修改的；另一處錯誤是const_cast強制轉換對象必須為指針或引用。

const_cast關鍵字的使用

#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{
    const int a = 10;
    const int * p = &a;
    int *q;
    q = const_cast<int *>(p);
    *q = 20;    //fine
    cout <<a<<" "<<*p<<" "<<*q<<endl;
    cout <<&a<<" "<<p<<" "<<q<<endl;
    return 0;

}      

将變量a聲明為常量變量，同時聲明了一個const指針指向該變量（此時如果聲明一個普通指針指向該常量變量的話是不允許的），之後定義了一個普通的指針*q。将p指針通過const_cast去掉其常量性，并賦給q指針。之後再修改q指針所指位址的值時，這是不會有問題的。

最後将結果列印出來，運作結果如下：

10 20 20

002CFAF4 002CFAF4 002CFAF4

檢視運作結果，問題來了，指針p和指針q都是指向a變量的，指向位址相同，而且經過調試發現002CFAF4位址内的值确實由10被修改成了20，這是怎麼一回事呢？為什麼a的值列印出來還是10呢？

變量a一開始就被聲明為一個常量變量，不管後面的程式怎麼處理，它就是一個常量，就是不會變化的。試想一下如果這個變量a最終變成了20會有什麼後果呢？對于這些簡短的程式而言，如果最後a變成了20，我們會一眼看出是q指針修改了，但是一旦一個項目工程非常龐大的時候，在程式某個地方出現了一個q這樣的指針，它可以修改常量a，這是一件很可怕的事情的，可以說是一個程式的漏洞，畢竟将變量a聲明為常量就是不希望修改它，如果後面能修改，這就太恐怖了。

在上面的例子中我們稱“*q=20”語句為未定義行為語句，所謂的未定義行為是指在标準的C++規範中并沒有明确規定這種語句的具體行為，該語句的具體行為由編譯器來自行決定如何處理。對于這種未定義行為的語句我們應該盡量予以避免！

接着來看下面的例子：

#include<iostream>
using namespace std;

const int * Search(const int * a, int n, int val);

int main()
{
    int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int val = 5;
    int *p;
    p = const_cast<int *>(Search(a, 10, val));
    if(p == NULL)
        cout<<"Not found the val in array a"<<endl;
    else
        cout<<"hvae found the val in array a and the val = "<<*p<<endl;
    return 0;
}

const int * Search(const int * a, int n, int val)
{
    int i;
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        if(a[i] == val)
            return &a[i];
    }
    return  NULL;
}      

定義了一個函數，用于在a數組中尋找val值，如果找到了就傳回該值的位址，如果沒有找到則傳回NULL。函數Search傳回值是const指針，當我們在a數組中找到了val值的時候，我們會傳回val的位址，最關鍵的是a數組在main函數中并不是const，是以即使我們去掉傳回值的常量性有可能會造成a數組被修改，但是這也依然是安全的。

對于引用，我們同樣能使用const_cast來強制去掉常量性：

#include<iostream>
using namespace std;
const int & Search(const int * a, int n, int val);
int main()
{
    int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int val = 5;
    int &p = const_cast<int &>(Search(a, 10, val));
    if(p == NULL)
        cout<<"Not found the val in array a"<<endl;
    else
        cout<<"hvae found the val in array a and the val = "<<p<<endl;
    return 0;
}
const int & Search(const int * a, int n, int val)
{
    int i;
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        if(a[i] == val)
            return a[i];
    }
    return  NULL;
}      

了解了const_cast的使用場景後，可以知道使用const_cast通常是一種無奈之舉，同時在今後的C++程式設計過程中一定不要利用const_cast去掉指針或引用的常量性并且去修改原始變量的數值，這是一種非常不好的行為。

reinterpret_cast

int *a = new int;
double *d = reinterpret_cast<double *>(a);      

dynamic_cast