为什么来自不同类型层次结构的指针之间的动态转换定义得很好？

Question

C++17 标准dynamic_cast在§8.2.7 [expr.dynamic.cast]下指定。

§8.2.7 (1) 状态

表达式dynamic_cast<T>(v)的结果是将表达式 v 转换为类型 T 的结果。 T 应是指向完整类类型的指针或引用，或“指向 cv void 的指针”。[...]

(2) 指定值类别，(3) 同一类型内的 cv 转换和 (4)nullptr大小写。[expr.dynamic.cast] 的每个其他段落都与同一类型层次结构中的多态类型相关联。

dynamic_cast除了在同一类型层次结构中的类型之间进行转换之外，我不知道任何用例。鉴于以下类型：

struct A
{
    virtual ~A() = default;
};

struct B : A
{
    virtual ~B() = default;
};

A*可以强制转换为B*，这可能是最常见的用例dynamic_cast：

A* ptr = new B;
dynamic_cast<B*>(ptr);

我期望这将编译，因为B和A在同一类型层次（B源自A）。在定义良好的程序中，类型指针A*可以指向类型对象B。

现在让我们删除基类：

struct C
{
    virtual ~C() = default;
};

struct D
{
    virtual ~D() = default;
};

令人惊讶的dynamic_cast是，仍然允许：

C* ptr;
dynamic_cast<D*>(ptr);

我看不出有任何理由为什么这样的演员不能格式错误（从而导致编译器错误）。据我所知，在定义良好的程序中，没有可能ptr指向类型为的对象的方法D。

为什么允许这样的演员阵容？为什么标准不禁止这样做？

Answer 1

编译器不能拒绝从C*toD*的转换，因为dynamic_cast不仅可以“向上”和“向下”转换类层次结构，还可以“横向”转换。例如，假设我们有

struct E : C, D { };
C* p = new E;
auto q = dynamic_cast<D*>(p);

然后q将指向包含指向的D对象的完整E对象的子C对象p。

当然，在某些情况下，足够聪明的编译器仍然可以警告您 adynamic_cast肯定会失败（如果它知道指针来自哪里）。