C++基础#23：C++中的reinterpret_cast，数据类型转换

墨蓝 2023-10-17 09:12 76阅读 0赞

#### 简介： ####

C++还提供了reinterpret\_cast用于任意类型的转换，即reinterpret\_cast运算符允许将任意指针转换到其他指针类型，也允许做任意整数类型和任意指针类型之间的转换。转换时，执行的是逐个比特复制的操作。reinterpret中文意为“重新解释; 重新诠释;”。

reinterpret\_cast使用注意事项：

从本质上说所有这些转换都是不安全的，依赖于实现的，或两者都是， reinterpret也不例外（存在安全性）。这种安全性只能由程序员自己来保证。

数据类型转换系列文章：

[C++中的动态强制dynamic\_cast][C_dynamic_cast]

[C++中的RTTI机制之typeid][C_RTTI_typeid]

[C++中的静态强制static\_cast][C_static_cast]

[C++中的reinterpret\_cast数据类型转换][C_reinterpret_cast]

[C++中的const\_cast数据类型转换][C_const_cast]

#### reinterpret\_cast使用举例： ####

reinterpret\_cast的用法：

> reinpreter\_cast<type-id> (exp)

其中， reinterpret\_cast后的尖括号中的type-id类型必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针。

例1:普通类型的转换，类类型的转换演示：

#include <iostream>
    #include <typeinfo>
    using namespace std;
    
    class A {
    public:
        int a;
        void fun1() {cout<<"A::fun1"<<endl;}
    };
    
    class B{
    public:
        int b;
        void fun2() {cout<<"B::fun2"<<endl;}
    };
    
    void test_fun(int* pi,char* pc,A* pA,B* pB,int i) {
    
        char* pc2 = reinterpret_cast<char*>(pB);
        int* pi2 = reinterpret_cast<int*>(pc);
        int* pi3 = reinterpret_cast<int*> (i);
    
        A* pA2 = reinterpret_cast<A*>(pi);
        A* pA3 = reinterpret_cast<A*>(pB);
    
        long i2 = reinterpret_cast<long>(pA2);
        cout<<"i2="<<i2<<endl; //i2=140732900210728
    
        pA2->fun1(); //输出： A::fun1
        pA3->fun1(); //输出： A::fun1
        
        A a;
        B b;
    
        //B b2 = reinterpret_cast<B>(a); //error: reinterpret_cast from 'A' to 'B' is not allowed
        //A a2 = reinterpret_cast<A>(b); //error: reinterpret_cast from 'B' to 'A' is not allowed
    
        //pA3->fun2();  //no member named 'fun2' in 'A'; did you mean 'fun1'?。虽然pB是B类型的指针，但是，pA3的类型是指向A的指针。
    
    }
    
    int main()
    {
        int i = 10;
        int *pi = &i;
        char *ch = "hello";
    
        A a;
        B b;
    
        test_fun(pi,ch,&a,&b,i);
    
        return 0;
    }
    /*
    编译环境：mac os下用g++编译：
    */

例2:在继承体系中：

#include <iostream>
    #include <typeinfo>
    using namespace std;
    
    class A {
    public:
        int a;
        void fun1() {cout<<"A::fun1"<<endl;}
    };
    
    class B{
    public:
        int b;
        void fun2() {cout<<"B::fun2"<<endl;}
    };
    
    class D: public A, public B {
        void fun4() {cout<<"D::fun4"<<endl;}
    };
    
    void test_fun(B* pb) {
        D* pd1 = reinterpret_cast<D*>(pb); //warning: 'reinterpret_cast' to class 'D *' from its base at non-zero offset 'B *' behaves differently from 'static_cast' [-Wreinterpret-base-class]
                                           //note: use 'static_cast' to adjust the pointer correctly while downcasting
        D* pd2 = static_cast<D*>(pb);
    }
    
    
    int main()
    {
        D d;
    
        test_fun(&d);
        
        return 0;
    }
    /*
    编译环境：mac os下用g++编译：
    */

可见，虽然能正常编译，但是，g++编译器还是给出了warning。

上面的代码中，

D\* pd1 = reinterpret\_cast<D\*> (pb);

D\* pd2 = static\_cast<D\*>(pb);

在典型情况下，这里pd1和pd2将得到不同的值。pd2将指向传递来的D对象的开始位置，而pd1将指向该p对象的B子对象的开始。

reinterpretcast绝不在类层次中穿行，不会强制去掉const。

例3:转换为指针函数：

void thump(char* p){ *p = 'x';}
    typedef void (*PF)(const char*);
    PF pf;
    
    void g (const char* pc){
        //thump (pc);// error: no matching function for call to 'thump',因为参数类型错误
    
        //pf = &thump; // error: incompatible function pointer types assigning to 'PF'
    
        //pf = static_cast<PF>(&thump);// error: static_cast from 'void (*)(char *)' to 'PF' (aka 'void (*)(const char *)') is not allowed
    
        pf = reinterpret_cast<PF>(&thump); // ok: on your head be it
    
        pf(pc);// not guaranteed to work!
    
    }
    
        
    int main()
    {
        char* str = "h";
        g(str);
    
        return 0;
    }
    /*
    编译环境：mac os下用g++编译：
    */

很清楚，让pf去指向thump是很危险的，因为这样做就是想欺骗类型系统，使它能允许将一个常量的地址传到某个要修改它的地方去。这也就是为什么我们必须使用强制的地方。

#### reinterpret\_cast和static\_cast的比较： ####

static\_cast就是利用C++类型之间的继承关系图和聚合关系图（编译器必须知道），根据一个子对象地址计算另一个子对象的地址。

reinterpret\_cast不关心继承关系，直接把数据类型A的地址解释成另一个数据类型B的地址。

所以，对于无继承关系的类的转换，static\_cast需要进行构造函数的重载，参数必须是要被转换的类的类型。而reinterpret\_cast则没有这个限制。

例如，对于

class A {};
    class B {}
    
    void test_fun() {
    
        A a;
        B *pB1 = reinterpret_cast<B*>(&a);
    }

是正确的，而，

> B b1 = static\_cast<B>(a);

是错误的，错误信息如下：

> **error:** **no matching conversion for static\_cast from 'A' to 'B'**
> 
> candidate constructor (the implicit copy constructor) not viable: no known conversion from 'A' to 'const B' for 1st argument

如果将B类的定义改为：

class B{
    public:
        B(A& a) {}
    };

则，

> B b1 = static\_cast<B>(a);

就是正确的。

总结：

1）reinterpret\_cast并不在类的层次中穿行，即不关心继承体系；

2）reinterpret\_cast用于任意类型的转换，当然，和其它强制转换一样，存在安全性；

3) reinterpret\_cast不会强制去掉const;

4）reinterpret\_cast后的尖括号中的类型必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针。它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针。

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[C_dynamic_cast]: https://blog.csdn.net/liranke/article/details/5145787
[C_RTTI_typeid]: https://blog.csdn.net/liranke/article/details/5247935
[C_static_cast]: https://blog.csdn.net/liranke/article/details/5295133
[C_reinterpret_cast]: https://blog.csdn.net/liranke/article/details/5297087
[C_const_cast]: https://blog.csdn.net/liranke/article/details/5423378