static_cast conversion

通过隐式转换和用户定义转换的组合实现类型间的转换。

语法

返回类型为 target-type 的值。

说明

只有以下转换可以通过 static_cast 实现，除非这些转换会 去除常量性 （或易变性）。

struct B {};
struct D : B { B b; };
D d;
B& br1 = d;
B& br2 = d.b;
static_cast<D&>(br1); // OK，左值指向原始的“d”对象
static_cast<D&>(br2); // UB：“b”子对象不是基类子对象

与所有强制转换表达式一样，结果是：

• 若 target-type 是左值引用类型 或函数类型的右值引用 (C++11 起) ，则为左值；

• 否则为纯右值。

1. ↑ 这种类型的 static_cast 用于在 std::move 中实现移动语义。
2. ↑ 如果支持IEEE算术，默认采用四舍五入到最接近值。

指针可互转换对象

两个对象 a 与 b 满足 指针可互转换 的条件是：

• 它们是同一对象，或
• 一个是联合体对象，另一个是该对象的非静态数据成员，或
• 一个是 标准布局 类对象，另一个是该对象的首个非静态数据成员或该对象的任何基类子对象，或
• 存在对象 c ，使得 a 和 c 是指针可互转换的，且 c 和 b 是指针可互转换的。

union U { int a; double b; } u;
void* x = &u;                        // x的值为“指向u的指针”
double* y = static_cast<double*>(x); // y的值为“指向u.b的指针”
char* z = static_cast<char*>(x);     // z的值为“指向u的指针”

注释

使用 static_cast 进行基类到派生类的转换（ 向下转型 ）时不会执行运行时检查来确保指针/引用对象的 动态类型 是 Derived ，仅当通过其他方式（例如实现 静态多态 时）保证此前提条件时才能安全使用。安全的向下转型可通过 dynamic_cast 实现。

static_cast 也可用于通过执行到特定类型的函数到指针转换来消除函数重载的歧义，例如

std::for_each(files.begin(), files.end(),
              static_cast<std::ostream&(*)(std::ostream&)>(std::flush));

关键词

static_cast

示例

#include <iostream>
#include <vector>
struct B
{
    int m = 42;
    const char* hello() const
    {
        return "Hello world, this is B!\n";
    }
};
struct D : B
{
    const char* hello() const
    {
        return "Hello world, this is D!\n";
    }
};
enum class E { ONE = 1, TWO, THREE };
enum EU { ONE = 1, TWO, THREE };
int main()
{
    // 1. 静态向下转型
    D d;
    B& br = d; // 通过隐式转换向上转型
    std::cout << "1) " << br.hello();
    D& another_d = static_cast<D&>(br); // 向下转型
    std::cout << "1) " << another_d.hello();
    // 3. 左值转右值
    std::vector<int> v0{1, 2, 3};
    std::vector<int> v2 = static_cast<std::vector<int>&&>(v0);
    std::cout << "3) 移动后，v0.size() = " << v0.size() << '\n';
    // 4. 弃值表达式
    static_cast<void>(v2.size());
    // 5. 初始化转换
    int n = static_cast<int>(3.14);
    std::cout << "5) n = " << n << '\n';
    std::vector<int> v = static_cast<std::vector<int>>(10);
    std::cout << "5) v.size() = " << v.size() << '\n';
    // 6. 隐式转换的逆操作
    void* nv = &n;
    int* ni = static_cast<int*>(nv);
    std::cout << "6) *ni = " << *ni << '\n';
    // 7a. 有作用域枚举转整型
    E e = E::TWO;
    int two = static_cast<int>(e);
    std::cout << "7a) " << two << '\n';
    // 7b. 整型转枚举，枚举转另一枚举
    E e2 = static_cast<E>(two);
    [[maybe_unused]]
    EU eu = static_cast<EU>(e2);
    // 7f. 成员指针向上转型
    int D::*pm = &D::m;
    std::cout << "7f) " << br.*static_cast<int B::*>(pm) << '\n';
    // 7g. void* 转任意对象指针
    void* voidp = &e;
    [[maybe_unused]]
    std::vector<int>* p = static_cast<std::vector<int>*>(voidp);
}

1) Hello world, this is B!
1) Hello world, this is D!
3) after move, v0.size() = 0
5) n = 3
5) v.size() = 10
6) *ni = 3
7a) 2
7f) 42

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。

参考文献

参见

• const_cast
• dynamic_cast
• reinterpret_cast
• 显式转换
• 隐式转换