C++ 四种强制类型转换运算符详解

适用场景

• 不同类型指针/引用之间的位模式直接转换；
• 整数与指针之间的底层转换（依赖平台实现，少用）。

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 1. 字符 → 整数（直接解释 ASCII 位模式）
    char ch = 'A'; // 'A' 的 ASCII 码是 65
    int ascii = reinterpret_cast<int&>(ch);
    cout << "char → int（ASCII 值）: " << ascii << endl; // 输出：65

    // 2. 指针类型的底层转换（int* → float*）
    int* intPtr = nullptr;
    float* floatPtr = reinterpret_cast<float*>(intPtr);
    cout << "int* → float*: " << floatPtr << endl; // 输出：0（与 intPtr 地址一致）
    return 0;
}

注意点

reinterpret_cast 完全跳过 C++ 类型系统，极易引发未定义行为，仅在硬件操作、二进制协议解析等底层场景使用。

const_cast：专门移除 const 限定

const_cast 是专项工具——专门用于移除指针或引用的 const（或 volatile）属性，让原本被 const 限制的指针/引用能修改指向的内容。

适用场景

• 移除指针的 const 属性；
• 移除引用的 const 属性。

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 100;
    // 注意：若原对象本身是 const，修改会出问题，这里用非 const 变量演示
    const int* constPtr = &num;
    // 移除指针的 const 属性
    int* normalPtr = const_cast<int*>(constPtr);
    *normalPtr = 200;
    cout << "修改后 num: " << num << endl; // 输出：200

    // 移除引用的 const 属性
    const int& constRef = num;
    int& normalRef = const_cast<int&>(constRef);
    normalRef = 300;
    cout << "再次修改后 num: " << num << endl; // 输出：300
    return 0;
}

注意点

如果原始对象本身声明为 const（如 const int num = 100;），用 const_cast 移除 const 后再修改它，会导致未定义行为（程序可能崩溃或结果异常）。

dynamic_cast：运行时的多态安全转换

dynamic_cast 主打多态类（含虚函数）的运行时类型检查，主要用于类继承体系中向上转换（派生 → 基类）或向下转换（基类 → 派生），保证转换的安全性。

适用场景

• 类继承中向下转换（基类 → 派生类），运行时检查是否合法；
• 类继承中向上转换（派生 → 基类），效果和 static_cast 一致；
• 多继承场景下的交叉转换。

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

// 基类：必须包含虚函数，才能启用运行时类型识别（RTTI）
class Base {
public:
    virtual void show() {
        cout << "Base class" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void show() override {
        cout << "Derived class" << endl;
    }
};

int main() {
    // 场景 1：基类指针指向派生类对象（向下转换合法）
    Base* basePtr1 = new Derived();
    Derived* derivedPtr1 = dynamic_cast<Derived*>(basePtr1);
    if (derivedPtr1 != nullptr) {
        cout << "dynamic_cast（Base*→Derived*）成功：";
        derivedPtr1->show(); // 调用 Derived 的 show
    }

    // 场景 2：基类指针指向基类对象（向下转换非法，返回 nullptr）
    Base* basePtr2 = new Base();
    Derived* derivedPtr2 = dynamic_cast<Derived*>(basePtr2);
    if (derivedPtr2 == nullptr) {
        cout << "dynamic_cast（Base*→Derived*）失败（符合预期）" << endl;
    }

    // 释放动态内存
    delete basePtr1;
    delete basePtr2;
    return 0;
}

注意点

dynamic_cast 依赖运行时类型信息（RTTI），因此基类必须包含虚函数（否则编译报错）；向下转换时，若基类指针实际指向派生类对象，转换成功；否则返回 nullptr（指针场景）或抛出异常（引用场景）。

总结：四种转换的分工