Question

我想看看是否可以创建“interfaces”，继承它们，然后在运行时检查是否有任何随机类实现了该接口。这就是我所拥有的：

struct GameObject {
    int x,y;
    std::string name;

    virtual void blah() { };
};

struct Airholder {
   int oxygen;
   int nitrogen;
};

struct Turf : public GameObject, public Airholder {
   Turf() : GameObject() {
      name = "Turf";
   }

   void blah() { };
};

void remove_air(GameObject* o) {
   Airholder* a = dynamic_cast<Airholder*>(o);
   if(!a) return;
   a->oxygen   = 0;
   a->nitrogen = 0;
};

现在，它有效。文档说它工作正常，测试示例有效。但是，直到我向GameObject添加了一个虚方法，它才编译。问题是，我真的不知道该功能是否打算像这样使用。是什么让我想知道我必须为我正在检查的类声明一个虚函数。但显然，没有，我正在检查的类没有虚函数，实际上我的整个代码与虚函数无关，这是一种完全不同的方法。

所以，我想我的问题是：如果我正在做的事情真的有效，为什么我需要一个虚拟函数给我的班级一个vtable？为什么我不能将类声明为“运行时类型”或没有虚函数的东西？

Answer 1

该标准的第5.2.7段说：

表达式dynamic_cast（v）的结果是将表达式v转换为type的结果 T. T应该是对完整类类型的指针或引用，或“指向cv void的指针”。类型不应该在dynamic_cast中定义。 dynamic_cast运算符不应抛弃constness（5.2.11）。
如果T是指针类型，则v应该是指向完成类类型的指针的右值，结果是一个rvalue：类型T.如果T是引用类型，则v应该是完整类类型的左值，结果是左值 T。提到的类型。
如果v的类型与所需的结果类型相同（为方便起见，将在此处称为R. 除了R中的类对象类型比类更符合cv之外，它与R相同 v中的对象类型，结果为v（必要时转换）。
如果v的值是指针大小写中的空指针值，则结果为类型R的空指针值。
如果T是“指向cv1 B的指针”并且v具有类型“指向cv2 D的指针”，使得B是D的基类，则结果是指向由v指向的D对象的唯一B子对象的指针。类似地，如果T是“对cv1 B的引用” 并且v具有类型“cv2 D”，使得B是D的基类，结果是unique60）B子对象的左值由v引用的D对象。在指针和引用的情况下，cv1应该是相同的cvqualification as，或更高的cv-qualification，cv2和B应该是一个可访问的明确的基类 D. [例如：

struct B {};
结构D：B {};
void foo（D * dp）
{
B * bp = dynamic_cast（dp）; //相当于B * bp = dp;
}
- 例子]
否则，v应为多态类型的指针或左值（10.3）。

制作类型多态，需要虚函数，符合§10.3：

虚函数支持动态绑定和面向对象编程。声明或的类继承虚函数称为多态类。

所以原因是“因为标准是这么说的”。这并没有真正告诉你为什么标准这样说，但其他答案涵盖了我认为。

Answer 2

所以，我想我的问题是：如果我正在做的事情真的有效，为什么我需要一个虚拟函数给我的班级一个vtable？为什么我不能将类声明为“运行时类型”或没有虚函数的东西？

虚函数的存在是使C ++中的类具有多态性的原因。 dynamic_cast<>仅适用于多态类。（编译器将拒绝非多态对象的动态强制转换。）

多态性在时间和空间（记忆）方面都有成本。对虚拟功能的调用现在是间接的，通常根据虚拟表实现。在一些关键的地方，这些费用是不可接受的。因此，语言提供了避免这些成本的方法。

该语言的其他地方也存在类似的概念。基本原则是，如果你不想使用一些高falutin'功能，你不应该为某些人想要使用它的事实付出代价。

Answer 3

dynamic_cast要求类型是多态的，并且没有任何虚拟方法（或至少是虚拟析构函数），类型不是（运行时）多态。简单的继承是不够的。如果记错了，dynamic_cast使用的运行时类型信息将存储在vtable旁边。

Answer 4

主要有两个原因。首先是它没有用例。继承点是虚函数。如果您不使用虚函数，请不要使用继承。

第二个是，实际实现dynamic_cast非常复杂，由于C ++编译模型而无需虚函数。实际实现dynamic_cast的唯一方法是在虚拟表上操作 - 二进制数据块是无类型的。你可以在一个TU中定义一个类然后只有dynamic_cast - 现在一个TU认为该类有一个vtable而一个没有。那将是即时的坏事。允许dynamic_cast对尚未具有虚函数的类进行export，这意味着“非常难以实现”。

Answer 5

正如其他人所说，你需要至少一个虚函数才能使类具有多态性。为什么这很重要的是dynamic_cast本身就是一个多态操作！给定基类指针，它会根据调用它的实际对象返回不同的结果。

C ++有一个“不为你不需要的东西买单”的理念，因此除非有虚拟函数存在的需要，否则不提供vtable（或编译器使用的任何机制）。显然，C ++的设计者认为这是对dynamic_cast正常运行的合理要求，或者它们提供了一种在没有它的情况下生成vtable的方法。

Answer 6

[编辑]根据评论（人们比我更聪明），我的回答是完全错误的。但是，无论如何都要让你的析构函数变为虚拟。 [/编辑]

在C ++中，我认为如果析构函数是虚拟的，向上转换为基类型是唯一安全的。从技术上讲它是安全的，但实际上，你几乎总是想要一个虚拟的析构函数。例如：

class Base {
   int thingy;
};
class Derived : Base{
   int *array;
   Derived() {array = new int[100];}
   ~Derived() {delete [] array;}
};
int main() {
    std::auto_ptr<Base> obj(dynamic_cast<Base*>(new Derived));
}

在此示例中，当obj超出范围时，auto_ptr会自动调用Base的析构函数，但不会调用Derived deconstructor ，因为类型是Base，而不是Derived。 [编辑：更正]这会导致未定义的行为（在最好的情况下，它会导致内存泄漏）。我不知道为什么C ++不需要虚拟析构函数来编译演员表，它确实应该。

dynamic_cast真的适用于多重继承吗？

6 个答案: