为什么在这里使用static_cast而不是reinterpret_cast很重要？

Question

为什么在这里使用static_cast而不是reinterpret_cast很重要？

c++pointerscastingreinterpret-caststatic-cast

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在Raymond Chen的博客回复中,

一个提问者指出：

Raymond，我认为C++示例不正确，因为根据ISO C ++ 2003标准（10-3，第168页），派生类中基类子对象的位置是未指定的，并且您假设基类子对象始终位于开头。 C示例在C ++中也可以正常工作，因此我会坚持使用它。

Raymond回答道：

[代码并没有做出这种假设。这就是为什么使用static_cast而不是reinterpret_cast很重要的原因。试试吧：将一个虚方法添加到OVERLAPPED（所以vtable放在前面），并观察编译器的操作。 -Raymond]

我读完他的评论后猜测，使用static_cast在这个例子中是可以的，但是reinterpret_cast不行。因为reinterpret_cast不能转换vtable。我的理解正确吗？虽然，如果我在那里使用C风格的强制转换(而不是reinterpret_cast)，也可能出错吗？

我重新阅读了《Effective C++》中关于类型转换的解释，但是没有找到答案。

- Benjamin

2

我对C++一窍不通，但我的理解是，“reinterpret cast”在C语言中的意思就是*(destination_type *)&。可以想象，“static cast”实际上考虑了类之间的关系，并允许编译器进行非平凡的转换工作。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- R. Martinho Fernandes · Accepted Answer

使用 static_cast 在这个例子中是可以的，但是 reinterpret_cast 不行。因为 reinterpret_cast 无法转换虚函数表。

不，问题在于 reinterpret_cast 完全忽略了继承关系。它只会简单地返回相同的地址¹。但是 static_cast 知道你正在执行向下转型：即从一个基类到一个派生类的转换。由于它知道所涉及的两种类型，它会相应地调整地址，也就是做正确的事情。

让我们假设我们的实现布置了一个名为 OVERLAPPEDEX 的假想类，该类具有像这样的虚函数：

+------+------------+------------------+-------------+
| vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState |
+------+------------+------------------+-------------+
       ^
       |
      ptr

我们得到的指针指向OVERLAPPED子对象。使用reinterpret_cast不会改变这一点，它只会改变类型。显然，通过这个地址访问OVERLAPPEDEX类会很容易造成混乱，因为它的子对象的位置现在都是错误的！

       what we believe we have when we access OVERLAPPEDEX through the pointer
       +------+------------+------------------+-------------+
       | vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState |
+------+------+-----+------+-----------+------+------+------+
| vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState | <- what we actually have
+------+------------+------------------+-------------+
       ^
       |
      ptr

static_cast知道将OVERLAPPED*转换为OVERLAPPEDEX*时必须调整地址，并且会执行正确的操作：

 +------+------------+------------------+-------------+
 | vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState |
 +------+------------+------------------+-------------+
 ^
 |
ptr after static_cast

尽管如此，在那里使用C风格转换（而不是reinterpret_cast），它也可能出错吗？

C风格转换被定义为以下第一个成功的转换之一：

1. const_cast 2. static_cast 3. static_cast，然后const_cast 4. reinterpret_cast 5. reinterpret_cast，然后const_cast

正如您所看到的，在尝试reinterpret_cast之前会尝试static_cast，因此在这种情况下，C风格转换也会做正确的事情。

更多信息

¹_{不保证。在使用reinterpret_cast时，关于其发生的结果几乎没有任何保证。所有我所知道的实现都只是简单地返回相同的地址，不做任何修改。}