C++强制转换为派生指针或设计错误

C++ cast to derived pointer or design mistake

本文关键字：错误 指针 派生 转换 C++      更新时间：2023-10-16

我有一个关于多态性的问题

using namespace std;
class Base {
public:
Base(int v) { u = v; };
    virtual ~Base(){};
    int u;
    void f() { /* operations on u */ };
};
template<class T>
class Derived: public Base {
public:
    T t;
    Derived() { }
    void g() { std::cout << u; /* operations on t and u */ }
};
int main() {
    Base *b = new Base(1);
    b->f();
    if (b->u == 1) {
        Derived<int> *d = dynamic_cast<Derived<int> *>(b);
        d->g();
    }
    return 0;
}

使用 d->g（） 将存在段错误。 是否可以在强制转换后访问派生对象中的 u？ 该程序的目的是构造一个未知类型的类（有关这方面的信息只有在构造了类对象之后才能获得，例如读取jpg文件的类，事先不知道深度信息）。 还是有针对这类问题的设计模式？ 感谢您的任何提示。

您的代码段错误不是因为*b中没有Base::u，而是因为d是一个nullptr，取消引用它会调用未定义的行为。根据规范，dynamic_cast<T*>(p)为您提供

  • 指向属于*p T对象的指针（如果有）或其他
  • nullptr .

由于b不指向类型为 Derived<int> 的对象，因此您可以得到nullptr。稍后，当您尝试使用该nullptr时，您的程序会出现段错误。

请注意，如果dynamic_cast引用，则行为会有所不同。 dynamic_cast<T&>(r)意志

  • 为您提供对属于r的T对象的引用（其中r是引用）或
  • 如果没有此类对象，则throw类型 std::bad_cast 的例外。

因此，您通常以以下任一方式使用 dynamic_cast。

  1. 如果你想测试一个对象的动态类型，并在它达到一定class时用它做一些事情：

    if (auto d = dynamic_cast<D*>(b))
  {
    // We have a D object here (d != nullptr), use it.
    d->use();
  }
else
  {
    // We don't have a D object (d == nullptr) here.
  }

  2. 如果您（认为您）确定指针指向（动态）类型的对象 D：

    dynamic_cast<D&>(*b).use();

在您的情况下，您似乎有一个约定，即b->u == 1应该以某种方式暗示*b的动态类型是Derived<int>的，因此您可以考虑引用dynamic_cast。（如果没有别的，它会给你一个比这里的"分段错误"更有用的错误消息。当然，现在您知道dynamic_cast的行为方式，您可以摆脱该"约定"并直接通过指向指针dynamic_cast测试动态类型。无论如何，您首先必须解决Sam Varshavchik的答案中描述的问题。

查看 cppreference.com 以获取有关dynamic_cast的更多信息。

不，这是不可能的。

这是因为您构造了 Base 的实例，而不是 Derived 的实例。您可能打算这样做：

 Base *b = new Derived<int>();

但这也不起作用，因为Base没有默认构造函数。

您将永远无法使用此代码实例化任何Derived<T>，因为Derived尝试使用 Base 的默认构造函数，但它没有。

dynamic_cast<T> 不用于凭空创建附加到现有类的新实例。它用于解析超类或子类的现有实例，该实例与动态强制转换的实例所属的类相关。

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