Question

我正在学习 A Generic Non-intrusive Smart Pointer Implementation 。我在第4节中有些困惑。一个陈述是

仅当结果类型是多态类类型的左值时，才会计算作为typeid运算符的参数提供的表达式。

相关的示例代码是：

template<typename T>
  void* startOfObject(T* p) {
  void* q=static_cast<void*>(p);
  typeid(q=dynamic_cast<void*>(p),*p); // This line
  return q;
}

AFAIU，如果结果类型是多态类类型的左值，则会评估q=dynamic_cast<void*>(p)。结果表示评估dynamic_cast<void*>(p)（我猜）的结果，因此在任何情况下都必须应用dynamic_cast。文章陈述（据我所知），如果p不是多态那么dynamic_cast将不会应用，但为什么？在应用它之前，如何知道结果是否是多态的？如果有人详细描述了如何执行完整的陈述，将会很有帮助。

另一个陈述是

如果p为NULL，也会出现问题 - typeid将抛出std :: bad cast。

我看到的问题是，如果p为NULL而不是typeid，则取消引用（虽然它可能会抛出bad_typeid，但这不是因为强制转换）。如果dynamic_cast为NULL，则void*会返回p类型为NULL的指针，而typeid应该能够推断出类型信息。这是一个错字，还是我错过了什么？

Answer 1

基本上编写以下代码

是一个奇特的技巧

if (T is polymorphic)
  return dynamic_cast<void*>(p);
else
  return static_cast<void*>(p);

使用的技巧是typeid(expr)以两种方式之一进行评估。如果编译器确定expr具有非多态类型，则继续使用其静态类型。但是如果expr具有动态类型，则它会在运行时评估expr。因此，当且仅当逗号后面的*p是多态的时，才会对逗号运算符之前的赋值进行求值。

出于这个原因，null的情况很复杂。如果T不是多态的，那么typeid(*p)在编译时被编译器替换，并且运行时空指针根本不重要。如果T是多态的，则应用空指针解引用的特殊处理，并且该特殊处理表明抛出了std::bad_typeid异常。

Answer 2

逗号运算符具有从左到右的关联性，并从左到右进行求值。这意味着表达式q=dynamic_cast<void*>(p),*p的结果为*p。因此，仅当*p的类型是多态的时才评估动态强制转换。

关于NULL问题，标准规定：

当typeid应用于类型为a的左值表达式时多态类型（10.3），结果是指一个type_info对象表示最派生对象的类型（1.8）（即，左值引用的动态类型。 如果左值表达式是通过将一元*运算符应用于指针和指针而获得是一个空指针值（4.10），typeid表达式抛出 bad_typeid例外（18.5.3）。

Answer 3

解释

由于 C ++ 是一种statically typed语言，每个表达式的类型在编译时都是已知的，即使在涉及多态行为的情况下也是如此。

编译时是否知道某个类是否是多态的，在程序执行之间将会且不能更改此属性。

如果编译器发现typeid(expr)中的 expr 不会产生多态类类型的值，那么它只会使 expr “无法评估“，相当于在运行时不执行它。

<强>！！！

重要的是要注意 expr 必须仍然有效，我们不能使用typeid来潜在地忽略格式错误的表达式;如果表达式格式错误，仍必须发出编译器诊断。

仅仅因为 expr 将“未评估”并不意味着我们可以让它包含一个格式错误的子表达式。

struct A { }; // not polymorphic

...

A * ptr = ...;
typeid (dynamic_cast<void*> (ptr), *ptr); // ill-formed

由于ptr不是指向多态类的指针，因此我们无法在dynamic_cast<T> T = void*中使用它，如[expr.dynamic.cast]p6中所述。

取消引用潜在的 nullptr ？

这将使typeid抛出异常，因此它不会产生未定义的行为，但如果使用此类实现，则应准备好处理异常。

5.2.8p2 类型识别 [expr.typeid]


（...）如果通过将一元*运算符应用于指针并且指针是空指针值（4.10）来获得glvalue表达式，则 typeid 表达式将抛出与类型为std::bad_typeid异常（18.8.3）的处理程序匹配的类型的异常（15.1）

澄清

这意味着如果结果类型是多态类类型的左值，则将评估q = dynamic_cast（p）。结果意味着评估dynamic_cast（p）的结果（我猜）。

不，作者所说的是，如果整个表达式的结果类型是多态类类型，则表达式将被评估。

_{注意：“整个表达式”指的是...中的typeid(...)，在您的情况下; q=dynamic_cast<void*>(p),*p。}

逗号操作员

逗号运算符将采用两个操作数 expr1 和 expr2 ，它将通过评估 expr1 开始，然后丢弃此值，之后它将评估 expr2 并产生该表达式的值。

的 How does the comma operator work?

将它们放在一起

这意味着使用逗号运算符的结果类型就好像它只包含右侧表达式，并且在下一行中编译器将检查以便 expr2 是一个多态类的类型。

typeid (expr1, expr2)

typeid (q=dynamic_cast<void*>(p), *p) // expr1 = q=dynamic_cast<void*>(p) // expr2 = *p

^{注意：在C ++ 03中，结果类型必须是多态左值，在C ++ 11中已更改为多态类类型的 glvalues 。功能}

Answer 4

结果表示评估dynamic_cast（p）的结果（I   猜测），所以必须在任何情况下应用dynamic_cast。该   文章陈述（据我所知），如果p不是多态的那么   不会应用dynamic_cast

如果任何相关类型之间没有多态关系，则不会应用
dynamic_cast，但能够转换为void*除外。

现在对于整个构造，如果通过具有良好警告的编译器运行它，您将看到


错误：不能用dynamic_cast'p'（'struct A *'类型）来输入'void *'（源类型不是多态的）

或当A是多态的时，你会看到


警告：未使用计算的值[-Wunused-value]

的

typeid(q=dynamic_cast<void*>(p),*p); // this line

所以在我看来，除了在源类型不是多态的情况下可能阻止编译之外，整个行根本没有任何意义。

关于此处使用的内置逗号运算符：它从左到右进行计算，始终无条件地进行，其结果是最后一个元素。也就是说，结果相当于

typeid(*p);

没有被使用，因此是一个相当无用的结构。它是否会编译dynamic_cast中的非多态源类型，然后它将不会在运行时进行求值，因为*p的类型在编译时是已知的。

ISO14882：2001（e）§5.18-1

用逗号分隔的一对表达式从左到右进行评估; 左表达式是废弃值表达式（第5条）。⁸³每个值计算和与左表达式相关的副作用在每个值计算和副作用相关之前进行排序用正确的表达方式。结果的类型和值是右操作数的类型和值;结果具有相同的值 category作为右操作数，如果是右操作数则是一个位字段是一个glvalue和一个位域。

关于nullptr问题

如果p为NULL，也会出现问题 - typeid将抛出std :: bad cast。

标准中有一个特殊情况可以解决这个未定义的行为：

如果通过将一元*运算符应用于a来获得glvalue表达式指针⁶⁸并且指针是空指针值（4.10），typeid表达式抛出std :: bad_typeid 例外（18.7.3）。

带有typeid的逗号运算符

4 个答案:

解释

取消引用潜在的 nullptr ？

澄清