Question

在C ++中，如果基类对象被实例化作为基础对象，并且随后向下转换为派生对象，那么它是未定义行为吗？

当然，我认为肯定必须是未定义的行为，因为Derived类对象可能具有基类不具有的成员变量。因此，如果将类实例化为基础对象，则这些变量实际上不存在，这意味着通过Derived类指针访问它们必须导致未定义的行为。

但是，如果Derived类只提供额外的成员函数，但不包含任何其他成员数据，该怎么办？例如：

class Base
{
    public:
    int x;
};

class Derived : public Base
{
    public:
    void foo();    
};

int main()
{
    Base b;
    Derived* d = static_cast<Derived*>(&b);
    d->foo(); // <--- Is this undefined behavior?
}

此程序是否会导致未定义的行为？

Answer 1

是的，它仍然是未定义的行为，因为你对编译器说谎d的实际类型。

见标准5.2.9 / 8：

“指向cv1 B的指针”类型的右值，其中B是类类型，可以转换为类型的右值 “指向cv2 D的指针”，其中D是一个类如果有效，则从B派生（第10条）标准转换从“指针到 D“到”指向B的指针“存在（4.10）， cv2与cvqualification相同，或比cv1更高的资格认证 B不是D的虚拟基类。空指针值（4.10）是转换为空指针值目的地类型。如果是左值键入“指向cv1 B的指针”指向B 这实际上是一个子对象 D型对象，由此产生指针指向封闭对象 D型。否则，结果演员阵容未定义。

最后两句话说如果指针指向的B实际上不是D派生类的一部分，那么强制转换是未定义的行为。

Answer 2

C ++ 03标准，参与。 5.2.9.8列出（强调我的）：

“指向cv1 B的指针”类型的右值，其中B是类类型，可以转换为类型的右值 “指向cv2 D的指针”，其中D是一个类如果有效，则从B派生（第10条）标准转换从“指针到 D“到”指向B的指针“存在（4.10）， cv2与cv资格相同，或者更高的cv资格，比cv1，和B不是虚拟基类 D.空指针值（4.10）是转换为空指针值目的地类型。如果是rvalue 键入“指向cv1 B的指针”指向B 这实际上是一个子对象 D型对象，由此产生指针指向封闭对象 D型。否则，结果演员阵容未定义。

Answer 3

是的，这是完全未定义的行为。这就是为什么在向下倾斜时你应该支持dynamic_cast，除非你非常肯定。

Answer 4

鉴于我在生成的机器代码方面的C ++实现的心智模型，我会说如果调用的方法不是虚拟的，并且派生类在基类没有时引入虚方法，并且多重继承是如果方法代码确实只访问在基础对象中定义的成员，那么它应该按照您的预期工作。

然而，这仍然是C ++中的UB。

向下转型基础类型

4 个答案: