C++98 类型转换

在 C++ 中，类型转换运算符（xxx_cast）提供了更安全、更明确的类型转换方式，替代了 C 风格的强制类型转换。以下是标准 C++ 中四种核心类型转换的详细介绍、应用场景及对比：

static_cast

主要用途是以下四种：

基础的类型转换（例如int 和double 的转换）
显示父子类指针？引用转换（无多态时）
将void*转换为其他指针类型
隐式转换的显式表达
示例代码:

int a = 10;
double b = static_cast<double>(a);  // 基础类型转换

class Base {};
class Derived : public Base {};
Derived d;
Base* base_ptr = static_cast<Base*>(&d);  // 向上（父类）转换（安全）

void* p = &a;
int* int_ptr = static_cast<int*>(p);     // void* → int*

注意子转父类不要使用static_cast!
并且此时不进行运行时类型检查

dynamic_cast

主要用途是两种：

多态类型的向下转换（父类指针/引用→子类）。
运行时检查类型安全性（失败返回 nullptr 或抛出异常）。

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

Base* base_ptr = new Derived;
Derived* derived_ptr = dynamic_cast<Derived*>(base_ptr);  // 成功

Base* another_base = new Base;
Derived* bad_cast = dynamic_cast<Derived*>(another_base); // 失败，返回 nullptr

依赖 RTTI（运行时类型信息），可能影响性能。
仅适用于含虚函数的类（多态类型）。
对引用转换失败会抛出 std::bad_cast 异常。

const_cast

主要用途是两种：

移除或添加 const/volatile 限定符。
主要用于兼容旧代码或特定 API（如修改第三方库中本应为 const 的参数）。

const int a = 10;
int* mutable_ptr = const_cast<int*>(&a);  // 移除 const
*mutable_ptr = 20;  // 未定义行为（若原对象是 const）！

void log(char* str);  // 第三方函数，参数应为 const char*
const char* msg = "Hello";
log(const_cast<char*>(msg));  // 强制去除 const

reinterpret_cast

主要用途是两种：

低级别位模式重新解释（如指针↔整数、不相关类型指针互转）。
常见于系统编程、网络协议解析等场景。

int num = 0x12345678;
char* bytes = reinterpret_cast<char*>(&num);  // 将 int 视为字节数组

struct Packet { int id; char data[100]; };
Packet pkt;
char* buffer = reinterpret_cast<char*>(&pkt);  // 结构体→字节流

uintptr_t ptr_value = reinterpret_cast<uintptr_t>(&num);  // 指针→整数

dyn_cast (LLVM 扩展)

LLVM 项目自定义的类型转换，用于其类型系统的安全检查。
类似 dynamic_cast，但针对 LLVM IR 中的类型（如 Value、Instruction 等）。
示例：

llvm::Value* val = ...;
if (auto* inst = llvm::dyn_cast<llvm::Instruction>(val)) {
  // 成功转换为 Instruction 类型
}

对比总结

转换方式	检查时机	适用场景	安全性
`static_cast`	编译时	显式类型转换、父子类向上转换	较高
`dynamic_cast`	运行时	多态类型的向下转换	高（有检查）
`const_cast`	编译时	修改 `const`/`volatile` 限定符	低（需谨慎）
`reinterpret_cast`	编译时	底层位模式转换	极低