static_cast从base到派生在这个特定的上下文中被认为是“安全的”吗？

Question

在多态层次结构对象树中，只有Root类型实例具有null _parent。我正在使用此方法来获取特定树节点的根对象：

inline Root * root() {
    Object * r = this;
    while (r->_parent) r = r->_parent;
    return static_cast<Root *>(r);
}

我一直在阅读从基础到派生的静态转换通常不被认为是安全的，但是我的特定情况如何Root {null {{ 1}}？

Answer 1

如果您知道r属于Root类型，则静态强制转换是完全安全的。实际上，编译器允许您在此上下文中使用static_cast的唯一原因是Root和Object兼容。如果您使用两种不兼容的类型进行尝试，则会产生编译器错误 - 在这种情况下需要reinterpret_cast。

Answer 2

只要您的不变量成立，它就是安全的。但是，大部分大型代码库强制执行的不变量很少保持不变。

至少，我会在这里插入Assert(dynamic_cast<...>(...))，并在每个位置parent被修改，以试图在调试中强制执行不变量。

另一种方法是公开virtual Root* as_root()，只返回nullptr中的非Root。这比（大多数）static_cast更昂贵，但将演员逻辑放在一个可搜索的中心位置。很少有这种virtual电话是您的计划的瓶颈。

更有趣的是'如果找不到Root，你会怎么做？可能返回nullptr，这意味着在所有调用站点处理它，至少在调试Assert级别。如果假定呼叫站点不处理它，则返回Root&，并在调试中调用终止/退出（在Assert之后）（如果在那里检查，则在发布/通知/之后释放）等）。