在 C++ 中使用 reinterpret_cast 进行向下转换

Question

我只是想更详细地了解向下转换，我知道这是不可取的，因为它会导致未定义的运行时行为。我们什么时候真的需要使用向下转换？

还要考虑向下转换的编码片段和 dynamic_cast 返回，但是当我使用 reinterpret_cast 时，它正确地打印出派生类函数，如何？只有在按值分配对象而不是按引用或指针分配对象时，对象切片才会发生？

#include <iostream>
using namespace std;

class base
{
    public:
    void func1()
    {
        std::cout<<"\n Base Function"<<std::endl;
    }
    virtual ~base(){cout<<"\n Base Destructor"<<endl;}
};

class derived:public base
{
    public:
    void func2()
    {
        std::cout<<"\n Derived Function"<<std::endl;
    }
};

int main() 
{

    base *ptr = dynamic_cast<base*>(new derived); // Up casting
    if (ptr)
    {
        ptr->func1();
    }
    else
    {
        cout<<"\n casting failed"<<endl;
    }

    derived *ptr1 = dynamic_cast<derived*>(new base); // Down casting
    if (ptr1)
    {
        ptr1->func2();
    }
    else
    {
        cout<<"\n ptr1 casting failed"<<endl;
    }

    return 0;
}

Answer 1

向下转型本身不会导致未定义的行为。如果您有指向 base 的指针或引用，则可以使用 dynamic_cast 并确保它仅在它确实是派生的情况下才有效。如果它不是派生的，您将获得 nullptr 或异常（在转换引用时）。一切都将在运行时检查。

如果您已经知道您的基指针是派生的，则可以改用 static_cast。但是，不会执行任何检查，因此您可能会导致基指针的未定义行为不是派生的。

reinterpret_cast 不应用于向下转换。与 static_cast 一样，不会执行运行时检查，也不会执行编译时检查。您可能会意外地跨继承树进行转换（例如，从 base 到 other_base）。对于单继承的情况，reinterpret_cast 将像 static_cast 一样工作，但是当使用多重继承时，reinterpret_cast 不会修改指向对象内部正确基数的指针，并且您有未定义的行为。

当您可以使用 static_cast 时，我建议您远离 reinterpret_cast。