在 C++ 中将派生类列表转换为基类列表

Question

reinterpret_cast使用转换std::list<Derived *>为安全吗std::list<Base *>？

class Base {
    ...
}

class Derived : public Base{
    ...
}

void func(const std::list<Base *> &list);

int main() {
    std::list<Derived *> list1;

    // ...

    func(*reinterpret_cast<std::list<Base *> *>(&list1)); // Safe ?
}

如果是安全的转换，我们不需要复制列表，这可能会提高性能。

Answer 1

无论容器模板如何，此代码都具有未定义的行为std::list<Base*>：并且std::list<Derived*>是不相关的类型。甚至std::vector<int*>与std::vector<const int*>无关。

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原因之一是允许这些转换将允许添加错误reinterpret_cast<std::list<Base*>&>(derived_list).push_front(base_ptr)类型的指针。出于同样的原因，不能隐式转换为; 不幸的是，允许的转换没有容器类型的类似物。C++ 类型系统并没有那么强大。char**const char**const char* const*

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\xe2\x80\x99s 确实，明显的实现将按照您对这样的强制转换的预期进行操作，因为布局都是相同的，但对于像这样的代码，非明显的实现可能会 \xe2\x80\x9cmisbehave\xe2\x80\x9d 任意这。真正的答案是接受func一个范围而不是特定的容器类型，这使得它可以与std::list<Derived*>、std::vector<Base*>和std::generator<std::unique_ptr<Base>>一起使用。

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Answer 2

这是错误的。即使您可以将cast a重新解释Derived*为a Base*，您也无法以有意义的、可移植的方式将cast a重新解释std::list<Derived*>为a 。std::list<Base*>它们是两种不相关的类型。除了是同一模板的实例化之外，作为同一模板的实例化并不强加它们之间的任何关系。

reinterpret_cast经常被误解为任意转换，但事实并非如此。实际上，它的有效用例集相当有限。有关完整列表，请参阅此处： https: //en.cppreference.com/w/cpp/language/reinterpret_cast。将 a 转换std::list<Derived*>为 astd::list<Base*>并不在其中。

也许您不必首先复制该列表。如果类型是多态的，则不需要复制或转换，您可以使用std::list<Base*>和 elements 虚拟方法。但是，如果您确实需要将 a 转换Derived*为 a Base*，那么您可以通过 转换元素，dynamic_cast而无需转换整个列表。也不需要副本。