dynamic_cast understanding

dynamic_cast understanding

本文关键字：understanding cast dynamic      更新时间：2023-10-16

我最近开始dynamic_cast和static_cast。我确实有点了解static_cast发生的事情，但不是dynamic_cast发生的事情。我所知道的最多的是static_cast可用于转换数据类型，并且不检查编译时，但dynamic_cast可以。我也使用动态强制转换编写了代码，但我不确定它们之间的关系。 这是我的代码

#include <iostream>
using namespace std;
class Base{
public:
virtual void setting(){
cout << "Hello, I am a function from the base class" << endl;
}
virtual void say(){
cout << "Base class says hi" << endl;
}
};
class Child:public Base{
public:
void setting(){
cout << "Hello, I am a function from the child class" << endl;
}
void say(){
cout << "Child class says hi" << endl;
}
};
class Child2:public Base{
public:
void setting(){
cout << "Hello, I am a function from the child2 class" << endl;
}
void say(){
cout << "Child class says Wazuppppp" << endl;
}
};
void start(Base* bp){ //here is where I get confused
Child* it_is_Child= dynamic_cast<Child*>(bp);
if(it_is_Child){
it_is_Child->say();
it_is_Child->setting();
}
Child2* it_is_child2= dynamic_cast<Child2*>(bp);
if(it_is_child2){ //then
it_is_child2->say();
it_is_child2->setting();
}
};
int main(){
Child cp1;
Child2 cp2;
start(&cp2);
cout << endl;
start(&cp1);
system("pause");

return 0;
}

令人困惑的是，子cp1和Child2 cp2与启动功能的关系以及它们如何工作。此外，编译器如何决定选择哪一个。

如果关联的类不相关(其中一个从另一个继承，或者两者都从共同祖先继承)，则static_cast将在编译过程中生成错误。

dynamic_cast将在运行时返回一个空指针，如果转换类不是转换对象的确切类。

为了使dynamic_cast正常工作，转换类必须声明至少一个虚函数。这是因为dynamic_cast使用转换对象的 V-Table 指针，并且对象仅在其类声明虚函数时才具有 V-Table 指针。

比如Child* it_is_Child = dynamic_cast<Child*>(bp)的幕后花絮是：

if (bp->__vfptr == Child::vftable)
return (Child*)bp;
return nullptr;

请注意，在某些编译器上，您还需要在项目设置中启用 RTTI。

在这种特殊情况下，如果不使用dynamic_cast，您将获得完全相同的结果(事实上，当您拥有从基类继承的对象时，这就是您通常要做的事情)。换句话说：

void start(Base* bp){ //here is where I get confused
bp->say();
bp->setting();
};

会调用正确的say并setting.(当然，在这种情况下，如果您使用base对象调用它，它也将从base输出)。

如果有一个情况会更有趣child2，例如，具有与其他类不同的功能集。

因此，如果我们这样做：

class Child2:public Base{
public:
void setting(){
cout << "Hello, I am a function from the child2 class" << endl;
}
void say(){
cout << "Child class says Wazuppppp" << endl;
}
void special() {
cout << "Special function called" << endl;
}
};

现在，如果我们这样做，函数special在base中不可用，但我们可以执行以下操作：

Child2 *it_is_child2 = dynamic_cast<Child2*>(bp);
if (it_is_child2)
{
it_is_child2->special();
}

dynamic_cast的工作方式是编译器生成代码，该代码在运行时"查看"输入并确定它是否是"正确的类型"(即，类以正确的方式与要强制转换到的类相关)。通常，为了方便起见，它通过查看对象 vtable 来执行此操作，因为具有相同基类的类具有可以匹配的 vtable。在某些实现中，改用 RTTI(运行时类型信息)，但大多数实现使用"vtable"方法。

通常，在使用继承时，应谨慎使用dynamic_cast(以及类型之间的其他强制转换)(并且"始终"检查结果)。

不是编译器决定哪一个。使用RTTI，编译器在Child的对象中添加一些额外的信息(另一个隐式属性)，这些信息记录了对象的实际类。可以使用typeid检索这些额外信息。然后为电话

Child* child = dynamic_cast<Child*>(bp);

编译器生成一些指令，由于这些信息，在运行时，如果类不正确，则决定返回指向实际对象或NULL的指针。类似的东西

if (typeid(*bp) == typeid(Child))
child = reinterpret_cast<Child*>(bp)
else
child = NULL;

注意：我在这里过度简化。实际上，dynamic_cast在超类的整个格子下做了一些更复杂的事情。

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