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为什么 C++ 需要新的转换方式#

C 风格 (Type)expr 与 Type(expr) 可在一次转换中完成多种语义（截断、指针转换、去掉 const 等），难以在代码中一眼看出意图，也不易在编译期拦截错误。

C++ 提供四种命名的转换，语义清晰、可检索。

四种 cast#

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double d = 3.14;
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int i = static_cast<int>(d);
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Derived* pd = static_cast<Derived*>(pBase);  // 下行：无运行时检查，不安全

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Base* pb = /* 指向 Derived */;
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Derived* pd = dynamic_cast<Derived*>(pb);
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if (pd) { /* 确实是 Derived */ }
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try {
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    Derived& dr = dynamic_cast<Derived&>(*pb);
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} catch (const std::bad_cast&) { /* 引用失败抛异常 */ }

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const int ci = 10;
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int* p = const_cast<int*>(&ci);
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// *p = 20;  // 若 ci 在只读段，未定义行为

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intptr_t addr = reinterpret_cast<intptr_t>(ptr);

父类转子类（原笔记要点）#

• 上行（派生 → 基类）：隐式、安全。
• 下行（基类 → 派生）：应用 dynamic_cast 或确保对象真实类型，避免 static_cast 盲目下行。

异常 (exception)#

异常：程序运行时出现的错误或非预期路径，通过 throw 抛出，沿调用栈展开，由匹配的 catch 处理。

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double divide(double a, double b) {
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    if (b == 0) throw std::invalid_argument("division by zero");
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    return a / b;
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}
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try {
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    double r = divide(1, 0);
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} catch (const std::invalid_argument& e) {
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    std::cerr << e.what() << '\n';
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} catch (...) {
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    std::cerr << "unknown error\n";
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}

机制：

1. try：可能抛异常的代码。
2. throw：抛出对象（通常是 std::exception 派生类）。
3. catch：按类型匹配；派生类 catch 须写在基类之前。
4. 未捕获异常 → 调用 std::terminate。

规范：

• 按const 引用捕获，避免切片：catch (const std::exception& e)。
• 析构函数默认 noexcept；析构中抛异常危险。
• 资源管理配合 RAII，异常安全等级（基本/强/不抛）与智能指针、移动语义相关。

不宜用异常的场景：极热路径、嵌入式无异常支持的编译选项（-fno-exceptions）。

RTTI#

Runtime Type Identification：typeid、dynamic_cast 依赖运行时类型信息。可 -fno-rtti 关闭以减小体积（则 dynamic_cast 受限）。