四种 cast：转换意图与安全前提

数值转换与类型层次

static_cast 用于明确允许的数值转换、某些类层次转换以及其他静态可描述转换。它不会自动检查值是否越界；浮点转整数应先确保截断后的值可表示，下行转换则必须真的指向相应派生对象，不能靠程序员的猜测。

dynamic_cast 在多态类层次中进行需要的运行时检查，适合动态类型不确定的下行或横向转换。指针形式失败返回空指针，引用形式失败抛出 std::bad_cast。它仍要求输入对象有效并处于适当生命期，不能用来验证任意损坏地址。

限定转换与底层解释

const_cast 改变 const 或 volatile 等限定，不改变实际对象本来是否可修改。示例从指向普通 int 的只读指针恢复可写访问，所以写入合法；若原对象定义为 const，再经转换写入就会是未定义行为。

reinterpret_cast 表达底层表示或指针层面的重新解释，但不自动创建目标对象、满足对齐或解除类型访问限制。把 float* 转成 int* 再读取并不是通用的位模式查看方法；合适场景可使用 memcpy，C++20 也提供受类型与大小约束的 bit_cast。

让危险前提可以被审查

C 风格转换语法简短，却可能组合多种转换能力，让读者难以辨认是否去掉了 const 或进行了底层重解释。新代码优先使用具名转换，把危险点变得可搜索；但更好的设计往往是不需要转换，例如使用正确的接口类型或虚函数。

示例验证成功与失败的动态转换、已知安全范围内的数值转换，以及原对象确实非 const 的限定转换。所有前提都在相邻代码中可见，不执行错误转换来“观察结果”。面试回答也应说明前提和失败行为，而不是只列出四个英文名字。

最低标准 C++11 · 完整程序 · 下载 .cpp

#include <cassert>
#include <iostream>

struct Base { virtual ~Base() = default; };
struct Derived : Base { int value = 7; };
struct Other : Base {};

int main() {
    Derived object;
    Base* base = &object;
    Derived* derived = dynamic_cast<Derived*>(base);
    assert(derived != nullptr && derived->value == 7);
    assert(dynamic_cast<Other*>(base) == nullptr);
    int editable = 3;
    const int* read_only = &editable;
    *const_cast<int*>(read_only) = 4;
    const int whole = static_cast<int>(3.75);
    assert(editable == 4 && whole == 3);
    std::cout << derived->value << ' ' << editable << ' ' << whole << '\n';
}

在本地编译

g++ -std=c++11 -Wall -Wextra -Wpedantic -pthread basics-casts.cpp -o example && ./example

预期结果

7 4 3

CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

const int fixed = 5; const int* p = &fixed;。const_cast<int*>(p) 能形成吗？能否通过结果写入 6？若改用 dynamic_cast<Derived&> 失败又会怎样？

继续查证

• C++ 工作草案 [expr.dynamic.cast]：运行时检查与失败结果
• C++ 工作草案 [expr.const.cast]：限定转换
• cppreference：reinterpret_cast

标准草案链接会随工作草案更新；本文版本标记对应示例最低要求，不表示草案中的所有新规则都适用于旧标准。