为什么static_cast需要指针或引用

Why does static_cast require pointers or references?

本文关键字：指针 引用 static cast 为什么      更新时间：2023-10-16

我最近遇到了一种情况，我不得不使用 static_cast 将父类强制转换为子类，因为我知道对象实例是该子类。我根据 if 条件知道这一点。

像这样：

parent* foo;
child* bar;
if(foo is instance of child class)
   bar = static_cast<child*>(foo)

我的问题是：为什么static_cast总是需要指针？当我尝试使用非指针变量时，这不起作用。一个例外似乎是基元数据类型。

这是因为每个指针都可以转换为 void* 吗？static_cast就是这样运作的吗？

编辑：我忘了提到它适用于参考文献。因此，按照目前的框架，这个问题是错误的。将问题重新定义为"为什么static_cast需要指针或引用？

为什么static_cast总是需要指针？

运算符static_cast不需要指针，也不需要引用。

C++ 标准 n3337 § 5.2.9/4：

否则，表达式 e 可以显式转换为类型 T 使用表单static_cast static_cast<T>(e)如果声明 T t(e) ;对于某些发明的临时变量t （8.5） 来说，格式良好。 这种显式转换的效果与执行 声明和初始化，然后使用临时 变量作为转换的结果。表达式 e 用作 当且仅当初始化将其用作 GL值时，GL值。

parent* foo;
child* bar;
if(foo is instance of child class)
   bar = static_cast<child*>(foo)

当我尝试使用非指针变量时，这不起作用。

例如？你是怎么试的？如果你的意思是

child c;
parent p = static_cast<parent>( c);

那么这被称为切片，这意味着 P 只会从 C 获取来自父类的数据（类父的对象怎么可能也接收子部分，因为 Child 是派生父数据的加法？

从本质上讲，static_cast<>总是使用尖括号之间提供的类型创建新内容。考虑：

class base { int x; };
class derived: public base { int y; };

现在下面的代码将无法编译：

base *b;
derived *d = &static_cast<derived>(*b);   // wrong

原因很简单：此代码尝试创建 derived 的新实例并将base传递给其构造函数。如果derived有构造函数，它将编译。例如：

class derived: public base
{
  int y;
  derived(const base &){}
};

但是现在您有一个将立即删除的临时文件。

显然，您不想在此处创建新的derived实例，而是要访问您的基础所属的派生实例。在执行强制转换时，您需要创建引用或指向derived的指针，而不是它的全新实例。以下内容将起作用：

derived d;
base *bp = &d;
base &br =  d;
derived &dr = static_cast<derived &>(br);
derived *dp = static_cast<derived *>(bp);

现在dr和dp都指向上面的相同d。

原因是：它没有，它可以是指针或引用。这与以下问题有关：

 struct Base
 {
 };

 struct Derived : public Base
 {
   int A;
 };
 //sizeof(Base)==0
 //sizeof(Derived)==4
 Base B;
 Derived X;
 X.A = 10;
 B=X;//what happens to Derived::A? There is no space to put it. This is called slicing.

基本上，您不能在不冒切片风险的情况下使用派生类创建基于类的实例。但引用/指针是另一回事。在这种情况下，你只是在解释所指向的记忆是如何被解释的。在这种情况下，静态强制转换实际上不执行任何操作！由于类C++布局方式（有意），从基类继承的所有内容都具有相同的内存布局，从偏移量 0 到 sizeof（Base）。只有在那之后，你才会添加派生的东西。

为什么static_cast总是需要指针？

好吧，并非总是如此。正如您所指出的，可以执行以下操作：

int i = static_cast<int>(3.14);

static_cast 也可用于在引用之间进行转换，就像使用指针一样。

但是，您必须考虑以下几点：在两种类型之间进行转换时，可能会丢失信息。假设您有一个类Animal和另一个恰好从它继承的类Dog。这意味着什么？

Dog d;
Animal a = static_cast<Animal>(d);

您正在从Dog中创建Animal，但Dog的特定信息将被丢弃。这称为切片。

指针之间的转换通常只涉及重新解释内存;底层对象保持不变。

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