检查类是否派生自特定类(编译,运行时两个答案都可用)

Question

这样一个例子更容易解释,

class base {
//....
}

class derived1 : public base {
//...
}

在我的库中,有一个基类指针.库的用户必须创建从base或derived1派生的类,并分配指向该类的指针.

如何检查从哪个类派生的用户定义类？

Answer 1

我对拟议的编译时x运行时解决方案有一些评论.除了评估它们,is_base_of并且dynamic_cast有不同的要求,它们的答案可能不同.

(1)首先(正如其他人所指出的)使用dynamic_cast,基类和派生类必须是多态的(必须至少有一个virtual方法).is_base_of不要求类型是多态的.

(2)操作数is_base_of都是类型,而dynamic_cast需要类型(内部< >)和对象(内部( )).

(3) dynamic_cast并且is_base_of可以给出不同的答案(或者一个可以编译而另一个没有),具体取决于继承的类型(publicvs protected或private).例如考虑:

struct B { virtual ~B() {} }; // polymorphic, so it can be used in a dynamic_cast
struct D1 : public B {};      // polymorphic by (public)  inheritance
struct D2 : private B {};     // polymorphic by (private) inheritance

D1 d1;
D2 d2;

我们有

static_assert(std::is_base_of<B, D1>::value, "");
static_assert(std::is_base_of<B, D2>::value, "");

assert(dynamic_cast<B*>(&d1));
assert(!dynamic_cast<B*>(&d2)); // Notice the negation.

实际上,最后一行在GCC(error: 'B' is an inaccessible base of 'D2')中产生编译器错误.VS2010确实编译它(只产生类似于GCC错误消息的警告).

(4)通过异常处理技巧可以放宽对多态类的要求.考虑:

struct B { };             // not polymorphic
struct D1 : public B {};  // not polymorphic
struct D2 : private B {}; // not polymorphic

D1 d1;
D2 d2;

template <typename B, typename D>
const B* is_unambiguous_public_base_of(const D* obj) {
    try {
        throw obj;
    }
    catch (const B* pb) {
        return pb;
    }
    catch (...) {
    }
    return nullptr;
}

然后我们有

static_assert(std::is_base_of<B, D1>::value, "");
static_assert(std::is_base_of<B, D2>::value, "");

assert((is_unambiguous_public_base_of<B>(&d1)));
assert(!(is_unambiguous_public_base_of<B>(&d2))); // Notice the negation.

值得一提的is_unambiguous_public_base_of是,它远远慢于dynamic_cast(在下面的更新中提到的重命名后变得更加明显)总是返回一个nullptr用于向下转换:

B* b1 = &d1;
assert(dynamic_cast<D1*>(b1));        // Requires D1 and B to be polymorphic.
assert(!(is_unambiguous_public_base_of<D1>(b1))); // Notice the negation.

这一招有点过时引用是在这里.

免责声明:上述实施is_unambiguous_public_base_of只是一个草案,以表明它并没有正确处理const和volatile资格.

更新:在这篇文章的先前版本中is_unambiguous_public_base_of被命名my_dynamic_cast,这是一个混乱的来源.所以我把它重命名为一个更有意义的名字.(感谢Jan Herrmann.)