在C++中，为什么对派生类型的引用进行强制转换

In C++, why does casting to reference of derived type work?

本文关键字：引用 转换 类型 C++ 为什么 派生      更新时间：2023-10-16

确切地说，为什么B b = (B&) a编译并工作，而B b = (B) a不在下面的程序中？

#include <iostream>
using namespace std;
class A {public: void f(){ cout<<"A"<<endl;} };
class B : public A { public: void f(){cout<<"B"<<endl;} };
void g(A a){  B b = (B&) a; b.f(); }
int main() {
    B b; g(b);
    return 0;
}

是否有我在这里缺少的关于转换为具有引用的派生类型的内容？如果我只是转换为B，它会给出一个编译时错误，即构造函数B（a a）不存在。

因为从A到B的隐式转换不存在，而且您也没有定义显式转换。

另一方面，引用强制转换是有效的，因为它允许用于继承的类型。更准确地说，可以在同一继承层次结构中的不同类之间双向强制转换。指针也是如此。如果你想为进一步的研究提供一些指导，相关的概念被称为多态性。

但是，请注意，只有是类型为B的对象才能强制转换为B。例如：

B b;
A& aRef = B; // equivalent of A& ref = (A&)B;
B& bRef = (B&)aRef;

一旦您尝试访问A中不存在的B的某些数据或方法，您所做的操作将在运行时失败。因为您的实际对象是A，而不是B。

向上转换（从子代到上级）总是安全的，因为类中继承基类的任何对象都是有效的基对象。然而，由于我上面解释的确切原因，下转换是危险的，并且永远不应该使用C样式的转换。相反，使用dynamic_cast:

B b;
A& aRef = B;
B& bRef = dynamic_cast<B&>(aRef);

dynamic_cast使用RTTI（运行时类型信息）来验证操作，如果转换无效，则会引发std::bad_cast异常。这与dynamic_cast ing指针不同，在这种情况下，强制转换返回nullptr，而不是抛出异常。

B b = (B) a无法工作，因为未定义转换（构造函数或转换运算符）。B b = (B&) a之所以有效，是因为它将a强制转换为对B的引用（通过static_cast进行下转换），然后调用B的复制构造函数。然而，在这种情况下，a不是B的实际对象，因此这是未定义的行为。参见C++标准中的[expr.static.cast]

如果类型为"cv1B"的对象实际上是类型为D的对象的子对象，则结果指的是封闭对象。否则，行为是未定义的。

和C++标准中的[expr.cast]，或http://en.cppreference.com/w/cpp/language/explicit_cast和http://en.cppreference.com/w/cpp/language/cast_operator

类A具有私有/公共成员。类B派生自类A，并且可能添加了更多的私有/公共成员。

"B类"是"a类的衍生物"。然而，"a类"不是"B类的衍生物。（即：你可以向下广播a->B，但不能向上广播B-a。）

原因是，虽然B是a的一种，但a不是B的一种。因此，B的方法/成员将不存在（即使一个方法在源代码中具有相同的名称，由于名称被编译器模糊，它也不会是编译的相同方法）。

相关文章：