static_cast 如何与虚拟继承一起使用？答案

【问题标题】：How can static_cast be used with virtual inheritance?static_cast 如何与虚拟继承一起使用？
【发布时间】：2013-07-28 23:35:29
【问题描述】：

所以不可能通过虚拟继承使用static_cast进行向下转换，但是如何进行以下向上转换：

class Base {...};
class Derived : public virtual Base {...};

...

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

对象的内存布局：

[ derived part | base part ]

我知道向上转换被认为是“安全的”，但是当继承是虚拟的时，编译器如何知道编译时基本子对象的偏移量？ static_cast 使用 vtable 吗？

当我们有这样的东西时，这尤其令人困惑（注意它不是虚拟的）：

class Third : public Derived {...};

...

Derived *d = new Third();            // non-virtual upcast, no offset will be added
Base *b = static_cast<Base*>(d);

这次我使用了相同的static_cast 行，但是Base 子对象的偏移量不同！

对象的内存布局：

[ derived part | third part | base part ]

那么如何在编译时确定，如果取决于d指向的对象的实际动态类型呢？

【问题讨论】：

非常有趣的问题；我希望有更详细的问题

标签： c++ oop virtual-inheritance static-cast

【解决方案1】：

当您有一个指向Derived 的指针时，很清楚要使用哪个Base，您甚至可以将指向Derived 的指针隐式转换为指向Base 的指针！如果需要任何地址调整，编译器将弄清楚如何使用嵌入式指针、vtable 或其他方式进行调整：C++ 标准没有规定确切的方法。具体做什么取决于 ABI。例如，对于Itanium C++ ABI，虚拟基础的偏移量似乎存储在虚拟表中。

【讨论】：

据我所知，通常情况下，偏移量存储在 vtable 中。然而，这并没有回答它是如何在编译时静态完成的问题。如果您查看我提供的两种情况，就会提出哪个 vtable 具有正确偏移量的问题？编译器应该看哪一个，Derived 的 vtable 还是 Third 的 vtable？显然，vtable 中的 2 个偏移量是不同的，选择正确的 vtable 取决于 d 的运行时类型。这就是为什么我无法理解它是如何静态完成的。
static_cast 中的“静态”并不意味着它是在编译时完成的！它只是意味着编译器可以在编译时静态地找出在哪里找到信息：例如，它知道在哪里查找 vtable 中的偏移量或指向基址的嵌入指针的位置（取决于虚拟继承的方式）已实施）。它不会像 dynamic_cast 那样在 vtable 中寻找某个类的匹配项。
所以你说 static_cast 有一些动态方面，我明白了。按照这个逻辑，为什么 static_cast 不能在虚拟继承中进行向下转换？
基类不知道它被用作虚拟基类，即它没有虚拟表指针！但是，派生类现在确实涉及到虚拟继承，并且它确实具有虚拟表指针（并且涉及虚拟基类的完整对象可能具有多个虚拟表指针）。