C++ - 将基类指针转换为派生类指针

Question

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
  Base() {};
  ~Base() {};
};

template<class T>
class Derived: public Base {
  T _val;
public:
  Derived() {}
  Derived(T val): _val(val) {}
  T raw() {return _val;}
};

int main()
{
  Base * b = new Derived<int>(1);
  Derived<int> * d = b;
  cout << d->raw() << endl;
  return 0;
}

我现在有一些多态性的问题，上面的代码总结了所有的内容。我创建了一个Base类指针，并将一个新的派生模板类的指针放入其中。然后我为派生模板类创建了一个新的指针，并希望它引用基类指针所指向的内容。即使Base指针（b）指向Derived，也无法将引用传递给Derived类指针（d），因为编译器说“从Base *到Derived<int> *没有已知的转换”。那么有没有什么技巧或替代方法能够实现呢？谢谢提前。

- Andy Autida

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http://www.boost.org/doc/libs/1_34_0/libs/conversion/cast.htm - StevieG

你所描述的转换被称为向下转型。 - ComicSansMS

Answer 1

您必须将基础类型更改为多态类型：

class Base {
public:
    Base() {};
    virtual ~Base(){};
};

为了将某个父类型强制转换为某个派生类型，应使用 dynamic_cast:

Base *b = new Derived<int>(1);
Derived<int> *d = dynamic_cast<Derived<int> *>(b);

在这里使用 dynamic_cast 是为了检查类型转换是否可行。如果没有必要进行此检查（因为转换不会失败），也可以使用 static_cast：

Base *b = new Derived<int>(1);
Derived<int> *d = static_cast<Derived<int> *>(b);

- Abrixas2

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+1 注意基类需要虚函数以供 dynamic_cast 使用。 - Neil Kirk

不要说你“必须”使用dynamic_cast。你并不需要这样做。 - Neil Kirk

@NeilKirk 正确，但应该使用 dynamic_cast，因为它会检查是否可以进行转换。 - Abrixas2

@NeilKirk Visual Studio 2015只允许使用dynamic_cast，并将static_cast标记为错误。返回+1。 - Orwellophile

为什么基类需要是多态的？ - Jagdish

@JagsVG 除非你想对它们执行 dynamic_cast<>，否则它们不需要。 - Fureeish

Answer 2

你可以使用dynamic_cast。

Derived<int> * d = dynamic_cast<Derived<int> *>(b);

如果转换失败（基指针不指向所请求的派生类型），则返回 null。

但是，为了使 dynamic_cast 起作用，您的基类必须至少有一个虚函数。我建议您将析构函数设置为虚函数（这也可以防止删除对象时出现其他潜在问题）。

使用 dynamic_cast 可能表明您代码的设计存在问题。

请注意，如果您确信基指针指向您的派生类型，则可以将其替换为 static_cast，它会稍微快一些。个人而言，我更喜欢一般的额外安全检查。

- Neil Kirk

Answer 3

试试这个：

Derived<int> * d = static_cast<Derived<int>* >(b);

缺点是，您可以强制转换为Base()实例的类，然后d->raw()将未定义（可能会导致段错误）。如果可能出现这种情况，请使用dynamic_cast并至少拥有一个基本虚函数（在处理多态性时，析构函数必须是虚拟的）。

虚函数在底层是使用虚表指针实现的。该指针也可用于标识类的真实类型。dynamic_cast使用此指针来检查是否可以进行此转换，并在转换时带来小的额外开销。

- Luka Rahne