难以理解 C 风格的类型转换和动态转换

Question

我一直在尝试理解 C++ 中的类型转换。在下面的代码中，B类是A类的子类，两者共享多态关系。

#include <iostream>
using namespace std;
class A{
    int a;
    public:
        virtual void sayhello() {cout<<"Hello from A"<<endl;}
};
class B:public A{
    int b;
    public:
        void sayhello(){cout<<"Hello from B"<<endl;}
        void another_func(){cout<<"Hello from B::another_func"<<endl;}
};
int main() {

    A *temp1 = new A;
    //Statement 1
    B *b =(B*) temp1;

    //Statement 2
    //B* b = dynamic_cast<B*>(temp1);


    b->another_func();

    delete temp1;
    return 0;
}

上述程序的输出 -

Hello from B::another_func

我很难理解以下问题 -
1) For statement 1我们如何将父对象转换为子对象。逻辑上这应该是不正确的，因为现在我们已经扩展了这个对象的能力（同一个对象现在可以访问子类函数another_func）。

Java 中的类似代码会产生错误 -

"不兼容的类型：A不能转换为B
B b = (A)温度；"

现在，如果我们注释语句 1 并取消注释语句 2，语句 2 会发生类似的情况。

那么，为什么 C++ 允许这样做呢？

2) 现在，如果我们从两个类中删除 sayhello() 函数，使得它们不具有多态关系，则作为 dynamic_cast 的语句 2 不再起作用（正如我们所知，dynamic_cast 可以向下转换多态类），而是语句 1 的 c 样式转换仍然产生相同的输出。
所以我们可以说c风格的转换不是基于类之间的多态关系。
c-style cast 发生的参数是什么？

Answer 1

C 风格的演员表未选中。在您的情况下，它只是告诉编译器将指针temp1 视为B 类型。对于您的代码，这是一个谎言，并且以任何形式使用此指针都会导致未定义的行为。未定义行为的一个结果是它会按照您的期望进行。 C 风格的强制转换是从 C 中“继承”的，并且需要获得大量 C 代码以使用 C++ 进行编译。

有时 C 风格的强制转换会做正确的事，但它们可以执行多种不同的转换，并且通常不能立即清楚它们执行哪种操作：强制转换 (T)x 可以等效于 reinterpret_cast<T>(x)、@987654325 @、const_cast<T>(x) 或其组合。通常，只有static_cast<T>(x) 和const_cast<T>(x) 的组合会产生明确定义的结果，即使这样，也存在未检查的先决条件。例如，使用static_cast<D*>(p) 将指针p 转换为基B 到派生D 的指针仅在p 是从指针D 通过直接转换D 生成时才定义。指向B 指针的指针。

Answer 2

假设您切换 cmets 以便注释 C 样式转换，而取消注释 dynamic_cast。此外，修改代码如下：

B* b = dynamic_cast<B*>(temp1);
if(b == nullptr)
    cout << "not really a B" << endl;
else
    b->another_func();

然后在运行代码时，它会打印出“not really a B”。

如果你看what dynamic_cast does

如果转换成功，dynamic_cast 返回一个 new_type 类型的值。如果转换失败并且 new_type 是指针类型，则返回该类型的空指针。

所以您使用 dynamic_cast 的版本是未定义的行为，因为您取消引用指针而不检查转换是否失败。

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现在介绍使用 C-Style 演员表的所有不同版本。 The rules 是：

当遇到 C 风格的转换表达式时，编译器会尝试将其解释为以下转换表达式，顺序如下：

a) const_cast(表达式);

b) static_cast(expression)，带扩展：即使基类不可访问（即，此转换忽略私有继承说明符）。同样适用于将指向成员的指针转换为指向明确非虚基成员的指针；

c) static_cast（带扩展）后跟 const_cast；

d) reinterpret_cast(表达式);

e) reinterpret_cast 后跟 const_cast。 选择满足相应强制转换运算符要求的第一个选项，即使它无法编译（参见示例）。如果转换可以以多种方式解释为 static_cast 后跟 const_cast，则无法编译。

根据这些规则，您的 C 风格转换相当于

B *b = static_cast<B *>(temp1);

由于temp1 实际上指向A 对象，取消引用结果也是未定义的行为（但出于不同的原因）。

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一些一般要点：

1. C++ 类型转换是 C 风格类型转换的细粒度版本。如果你必须投，更喜欢他们。您可以向编译器传达您要转换的方面。

2. 在任何情况下，您都应该尽量避免强制转换。如果您确实使用dynamic_cast，请检查结果。