本文讨论static_cast<> 和 reinterpret_cast<>。
介绍
大多程序员在学C++前都学过C，并且习惯于C风格(类型)转换。当写C++(程序)时，有时候我们在使用static_cast<>和reinterpret_cast<>时可能会有点模糊。在本文中，我将说明static_cast<>实际上做了什么，并且指出一些将会导致错误的情况。
泛型(Generic Types)
01.
float f = 12.3;
02.
03.
float* pf = &f;
04.
// static cast<>
05.
06.
// 成功编译, n = 12
07.
08.
int n =static_cast(f);
09.
10.
// 错误,指向的类型是无关的(译注：即指针变量pf是float类型，现在要被转换为int类型)
11.
//int* pn = static_cast(pf);
12.
13.
//成功编译
14.
15.
void* pv =static_cast(pf);
16.
17.
//成功编译, 但是 *pn2是无意义的内存(rubbish)
18.
19.
int* pn2 =static_cast(pv);
20.
// reinterpret_cast<>
21.
22.
//错误,编译器知道你应该调用static_cast<>
23.
24.
//int i = reinterpret_cast(f);
25.
26.
//成功编译, 但是 *pn 实际上是无意义的内存,和 *pn2一样
27.
28.
int* pi =reinterpret_cast(pf);
简而言之，static_cast<> 将尝试转换，举例来说，如float-到-integer，而reinterpret_cast<>简单改变编译器的意图重新考虑那个对象作为另一类型。
指针类型(Pointer Types)
指针转换有点复杂，我们将在本文的剩余部分使用下面的类：
01.
class CBaseX
02.
03.
{
04.
05.
public:
06.
07.
int x;
08.
09.
CBaseX() { x = 10; }
10.
11.
void foo() {printf("CBaseX::foo() x=%d\n", x); }
12.
13.
};
14.
class CBaseY
15.
16.
{
17.
18.
public:
19.
20.
int y;
21.
22.
int* py;
23.
24.
CBaseY() { y = 20; py = &y; }
25.
26.
void bar() {printf("CBaseY::bar() y=%d, *py=%d\n", y, *py);
27.
}
28.
29.
};
30.
class CDerived :public CBaseX,public CBaseY
31.
32.
{
33.
34.
public:
35.
36.
int z;
37.
38.
};
情况1：两个无关的类之间的转换
01.
// Convert between CBaseX* and CBaseY*
02.
03.
// CBaseX* 和 CBaseY*之间的转换
04.
05.
CBaseX* pX =new CBaseX();
06.
07.
// Error, types pointed to are unrelated
08.
09.
// 错误， 类型指向是无关的
10.
11.
// CBaseY* pY1 = static_cast(pX);
12.
13.
// Compile OK, but pY2 is not CBaseX
14.
15.
// 成功编译, 但是 pY2 不是CBaseX
16.
17.
CBaseY* pY2 =reinterpret_cast(pX);
18.
19.
// System crash!!
20.
21.
// 系统崩溃!!
22.
23.
// pY2->bar();
正如我们在泛型例子中所认识到的，如果你尝试转换一个对象到另一个无关的类static_cast<>将失败，而reinterpret_cast<>就总是成功“欺骗”编译器：那个对象就是那个无关类。
情况2：转换到相关的类
01.
1. CDerived* pD =new CDerived();
02.
03.
2.printf("CDerived* pD = %x\n", (int)pD);
04.
05.
3.
06.
07.
4.// static_cast<> CDerived* -> CBaseY* -> CDerived*
08.
09.
//成功编译，隐式static_cast<>转换
10.
11.
5. CBaseY* pY1 = pD;
12.
13.
6.printf("CBaseY* pY1 = %x\n", (int)pY1);
14.
15.
// 成功编译, 现在 pD1 = pD
16.
17.
7. CDerived* pD1 =static_cast(pY1);
18.
19.
8.printf("CDerived* pD1 = %x\n", (int)pD1);
20.
21.
9.
22.
23.
10.// reinterpret_cast
24.
25.
// 成功编译, 但是 pY2 不是 CBaseY*
26.
27.
11. CBaseY* pY2 =reinterpret_cast(pD);
28.
29.
12.printf("CBaseY* pY2 = %x\n", (int)pY2);
30.
31.
13.
32.
33.
14.// 无关的 static_cast<>
34.
35.
15. CBaseY* pY3 =new CBaseY();
36.
37.
16.printf("CBaseY* pY3 = %x\n", (int)pY3);
38.
39.
// 成功编译,尽管 pY3 只是一个 "新 CBaseY()"
40.
41.
17. CDerived* pD3 =static_cast(pY3);
42.
43.
18.printf("CDerived* pD3 = %x\n", (int)pD3);
01.
---------------------- 输出 ---------------------------
02.
03.
CDerived* pD = 392fb8
04.
05.
CBaseY* pY1 = 392fbc
06.
07.
CDerived* pD1 = 392fb8
08.
09.
CBaseY* pY2 = 392fb8
10.
11.
CBaseY* pY3 = 390ff0
12.
13.
CDerived* pD3 = 390fec
注意：在将CDerived*用隐式 static_cast<>转换到CBaseY*(第5行)时，结果是(指向)CDerived*(的指针向后) 偏移了4(个字节)(译注：4为int类型在内存中所占字节数)。为了知道static_cast<> 实际如何，我们不得不要来看一下CDerived的内存布局。
CDerived的内存布局(Memory Layout)
如图所示，CDerived的内存布局包括两个对象，CBaseX 和 CBaseY，编译器也知道这一点。因此，当你将CDerived* 转换到 CBaseY*时，它给指针添加4个字节，同时当你将CBaseY*转换到CDerived*时，它给指针减去4。然而，甚至它即便不是一个CDerived你也可以这样做。
当然，这个问题只在如果你做了多继承时发生。在你将CDerived转换 到 CBaseX时static_cast<> 和 reinterpret_cast<>是没有区别的。
情况3：void*之间的向前和向后转换
因为任何指针可以被转换到void*，而void*可以被向后转换到任何指针(对于static_cast<> 和 reinterpret_cast<>转换都可以这样做)，如果没有小心处理的话错误可能发生。
01.
CDerived* pD =new CDerived();
02.
03.
printf("CDerived* pD = %x\n", (int)pD);
04.
CBaseY* pY = pD;// 成功编译, pY = pD + 4
05.
06.
printf("CBaseY* pY = %x\n", (int)pY);
07.
void* pV1 = pY;//成功编译, pV1 = pY
08.
09.
printf("void* pV1 = %x\n", (int)pV1);
10.
// pD2 = pY, 但是我们预期 pD2 = pY - 4
11.
12.
CDerived* pD2 =static_cast(pV1);
13.
14.
printf("CDerived* pD2 = %x\n", (int)pD2);
15.
16.
// 系统崩溃
17.
18.
// pD2->bar();
01.
---------------------- 输出 ---------------------------
02.
03.
CDerived* pD = 392fb8
04.
05.
CBaseY* pY = 392fbc
06.
07.
void* pV1 = 392fbc
08.
09.
CDerived* pD2 = 392fbc
一旦我们已经转换指针为void*，我们就不能轻易将其转换回原类。在上面的例子中，从一个void* 返回CDerived*的唯一方法是将其转换为CBaseY*然后再转换为CDerived*。
但是如果我们不能确定它是CBaseY* 还是 CDerived*，这时我们不得不用dynamic_cast<> 或typeid[2]。
注释：
1. dynamic_cast<>，从另一方面来说，可以防止一个泛型CBaseY* 被转换到CDerived*。
2. dynamic_cast<>需要类成为多态，即包括“虚”函数，并因此而不能成为void*。
)
