dynamic_cast 转换
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沿继承层级向上、向下及侧向,安全地转换到其他类的指针和引用。
语法
dynamic_cast < 新类型 > ( 表达式 )
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新类型 | - | 指向完整类类型的指针、到完整类类型的引用,或指向(可选的 cv 限定)void 的指针 |
表达式 | - | 若 新类型 为引用,则为完整类类型的左值 (C++11 前)泛左值 (C++11 起)表达式,若 新类型 为指针,则为指向完整类类型的指针纯右值。 |
若转型成功,则 dynamic_cast
返回 新类型 类型的值。若转型失败且 新类型 是指针类型,则它返回该类型的空指针。若转型失败且 新类型 是引用类型,则它抛出与类型 std::bad_cast 的处理块匹配的异常。
解释
唯有下列转换能用 dynamic_cast 进行,但若这种转换会转换走常量性或易变性则亦不允许。
1) 若 表达式 的类型恰是 新类型 或 新类型 的较少 cv 限定版本,则结果是 表达式 具有 新类型 类型的值。(换言之,dynamic_cast 可用以添加常量性。隐式转换和 static_cast 亦能进行此转换。)
2) 若 表达式 的值是空指针值,则结果是 新类型 类型的空指针值。
3) 若 新类型 是到
Base
的指针或引用,且 表达式 的类型是到 Derived
的指针或引用,其中 Base
是 Derived
的唯一可访问基类,则结果是到 表达式 所标识的对象中 Base
类子对象的指针或引用。(注意:隐式转换和 static_cast 亦能进行此转换。)a) 检验 表达式 所指向/标识的最终派生对象。若在该对象中 表达式 指向/指代
Derived
的公开基类,且只有一个 Derived
类型对象从 表达式 所指向/标识的子对象派生,则转型结果指向/指代该 Derived
对象。(此之谓“向下转型(downcast)”。)b) 否则,若 表达式 指向/指代最终派生对象的公开基类,而同时最终派生对象拥有
Derived
类型的无歧义公开基类,则转型结果指向/指代该 Derived
(此之谓“侧向转型(sidecast)”。)6) 当在构造函数或析构函数中(直接或间接)使用 dynamic_cast,且 表达式 指代正在构造/销毁的对象时,该对象被认为是最终派生对象。若 新类型 不是到构造函数/析构函数自身的类或其基类之一的指针或引用,则行为未定义。
与其他转型表达式相似:
- 若 新类型 是左值引用类型(表达式 必为左值),则其结果为左值
- 若 新类型 是右值引用类型(表达式 为完整类类型,可以是左值或右值 (C++17 前)必为泛左值(纯右值被实质化) (C++17 起)),则其结果为亡值
- 若 新类型 是指针类型,则其结果为纯右值
注解
- 亦可用 static_cast 进行向下转型,它避免运行时检查的开销,但只有在程序(通过某些其他逻辑)能够保证 表达式 所指向的对象肯定是
Derived
时才是安全的。 - 某些形式的 dynamic_cast 依赖于运行时类型鉴别( RTTI ),即编译的程序中关于每个多态类的信息。编译器通常有选项禁用此信息。
关键词
示例
运行此代码
#include <iostream> struct V { virtual void f() {}; // 必须为多态以使用运行时检查的 dynamic_cast }; struct A : virtual V {}; struct B : virtual V { B(V* v, A* a) { // 构造中转型(见后述 D 的构造函数中的调用) dynamic_cast<B*>(v); // 良好定义:v 有类型 V*,B 的 V 基类,产生 B* dynamic_cast<B*>(a); // 未定义行为:a 有类型 A*,A 非 B 的基类 } }; struct D : A, B { D() : B((A*)this, this) { } }; struct Base { virtual ~Base() {} }; struct Derived: Base { virtual void name() {} }; int main() { D d; // 最终派生对象 A& a = d; // 向上转型,可以用 dynamic_cast,但不必须 D& new_d = dynamic_cast<D&>(a); // 向下转型 B& new_b = dynamic_cast<B&>(a); // 侧向转型 Base* b1 = new Base; if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b1)) { std::cout << "downcast from b1 to d successful\n"; d->name(); // 可以安全调用 } Base* b2 = new Derived; if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b2)) { std::cout << "downcast from b2 to d successful\n"; d->name(); // 可以安全调用 } delete b1; delete b2; }
输出:
downcast from b2 to d successful