Question

是否可以将对象向下转换为子类并不定义任何额外的变量或虚方法？

如果我有这些课程，

class A { public: A (); };
class B : public A { public: void method1 () {} B (); };

这是（1）可能和（2）标准安全吗？

A* a = new A ();
B* b = (B*)a;
b->method1();

Answer 1

指针转换充当static_cast。 5.2.9 / 2说，

如果[A]类型的对象实际上是对象的子对象键入[B]，结果引用类型为[B]的封闭对象。否则，演员的结果是未定的。

您的对象不是B对象的子对象，因此结果未定义。

即使你是reinterpret_cast，通过结果指针访问对象的值也有未定义的行为，因为它违反了严格的别名。在C ++ 11标准中，3.10 / 10：

如果程序试图通过访问对象的存储值行为是除以下类型之一以外的glvalue 理解过程音响定义：

“不添加任何数据成员或虚拟成员函数的对象的动态类型的派生类”在后面的列表中不。

根据method1实际执行的操作，可能会在调用时避免访问对象的存储值。但我不确定它是否有可能。除非在标准的其他地方另有说明，否则为安全起见，假设调用非静态成员函数本身“访问对象的存储值”，即使该函数实际上并未使用任何数据成员。

这是一个尴尬的案例，可能在所有的时间或几乎所有的时间都在实践中。但它并不能保证，所以即使它看起来有效并且发出的代码看起来还不错，你也会担心有一天新的优化会破坏它。

一旦定义，C ++类就会对新成员关闭，包括新成员函数。因此，使用new A()创建的对象具有它将拥有的所有成员函数。只需编写一个非成员函数 - 除非A具有protected成员，否则它将具有与您的成员函数具有的A完全相同的访问权限。如果A确实有protected个成员，则会有批准的派生方式，您应该使用它来创建B的正确实例。

如果成员函数语法对您来说意义重大，那么根据您可能写的类A：

B b = *a;    // "copy" the object (give B a suitable ctor)
b.method1(); // act on it
*a = b;      // copy it back (A needs copy assignment operator)

显然这里存在可能阻止它工作的问题：首先是对象是可复制的还是线程安全的，以及method1是否存储指向/ b的指针/引用b被摧毁后立即摇摆不定。在C ++ 11中，副本也许可以提高效率，但即便如此，我希望你们同意你必须跳过使用成员函数语法的箍是不值得的。

Answer 2

B * b = static_cast＆lt; B *＆gt; a或您尝试的是不安全的向下转换，它将基类对象（A）的地址分配给派生类（B）指针。因此，如果您通过该指针访问任何内容，则会导致未定义的行为。

假设A的实例有一个可能的对象布局：

a ->|vptr|

执行强制演员时：

b ->|vptr|

它肯定是不安全的，因为它没有指向B的实例或B的子类。当你调用虚方法或修改字段（不是在这种情况下）时，它通常会导致undefined behavior或此布局中的错误。

但是，您的method1是非虚拟的，因此无需查找虚拟表。由于你对method1的实现没有甚至不能对“this”做任何事情，所以当你在这个假设的对象布局中运行代码时，它将概率地报告没有错误（参见James的评论）。

Answer 3

是的，有可能。
不，按标准不安全;气馁。

这更像是C void * cast，这在C ++中不是最好的选择。但我这样做了很多次并且工作正常。

Answer 4

你应该阅读这篇写得非常好的帖子：

Regular cast vs. static_cast vs. dynamic_cast

如果你使用“static_cast”，请注意你是“强制”转换，这本质上是不安全的。

是否有可能将一个对象转发给一个没有在C ++中定义额外变量或vtable的子类？

4 个答案: