C++ static_cast和dynamic_cast区别_C++静态转换与动态类型安全转换

static_cast在编译时进行类型转换，适用于已知安全的场景如基本类型转换和向上转型，无运行时开销；dynamic_cast在运行时检查，用于多态类型的向下转型，安全性高但性能开销大。

static_cast 和 dynamic_cast 是 C++ 中两种不同的类型转换操作符，它们在用途、机制和安全性方面有明显区别。理解它们的差异对于编写安全、高效的 C++ 代码非常重要。

static_cast：静态转换（编译时确定）

static_cast 在编译阶段执行类型转换，不进行运行时类型检查。它适用于已知安全的转换场景。

常见用途包括：

• 基本数据类型之间的转换，如 int 转 double，double 转 int（可能截断）
• 指针或引用在继承层次结构中的向上转换（up-casting），如派生类指针转基类指针
• 有明确构造函数或转换运算符的类类型之间的转换

例如：

Derived* d = new Derived();
Base* b = static_cast(d); // 安全，向上转型

注意：static_cast 不检查向下转型（down-cast）是否安全。如果错误地将一个实际不是派生类的基类指针转为派生类指针，结果是未定义行为。

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dynamic_cast：动态转换（运行时检查）

dynamic_cast 主要用于在继承体系中进行安全的向下转型或交叉转换，它依赖运行时类型信息（RTTI）来验证转换的合法性。

特点包括：

• 只能用于多态类型（即包含虚函数的类）
• 转换失败时，对于指针返回 nullptr，对于引用抛出 std::bad_cast 异常
• 性能开销比 static_cast 高，因为需要运行时检查

例如：

Base* b = new Base();
Derived* d = dynamic_cast(b);
if (d) { /* 转换成功 */ } else { /* 转换失败 */ }

只有当基类有虚函数时，才能使用 dynamic_cast。它确保了类型安全，适合在不确定对象真实类型时使用。

关键区别总结

• 检查时机：static_cast 是编译时转换，dynamic_cast 是运行时检查
• 安全性：dynamic_cast 更安全，尤其用于向下转型；static_cast 依赖程序员判断
• 性能：static_cast 更快，无运行时开销；dynamic_cast 有 RTTI 检查成本
• 使用条件：dynamic_cast 要求类是多态的，static_cast 无此限制

一般建议：能用 static_cast 的安全上转型就用它；需要向下转型且不确定类型时，使用 dynamic_cast 来保证安全。