向下转换具有非多态类型的层次结构

Question

这完全是在 C 中。

假设您有一个基本结构和两个其他派生结构。这些派生结构不是从经典意义上派生的（即：A : B），而是仅包含基本类型的结构。因此，如果结构 A 是基础结构且 B 是 2 个派生结构之一，则 B 将具有类型 A 的成员。像这样：

struct A {
     // blah blah...
};

struct B {
     A part_a;
     // more stuff...
}

struct C {
     A part_a;
     // SO MUCH STUFF
}

假设你有一个函数，A_downcast_B，像这样：

B * A_downcast_B(A * a)
{
     // downcast the A* here somehow
}

如果'a' 无法成功向下转换为B 类型的结构，您希望此函数返回0 或-1。例如，如果 C 类型的“派生”结构有一个指向它的 A* 类型的指针，并且该指针被传递给此函数，则该函数将返回 0、-1 或 null .

有没有办法做到这一点？我已经考虑了几个小时了，这让我很困惑。

Answer 1

在struct A 中不嵌入某种运行时类型信息是不可能的。例如，您可以存储指向某种类型信息的指针，并且您必须在创建任何“派生”结构时对其进行初始化。

struct RTTI {
  const char *typename;
  // etc.
};

struct A {
  const RTTI *rtti;
  // rest of A
};

struct B {
  A part_a;
  ...
};

const RTTI RTTI_B = {"B"};

struct C {
  A part_a;
  ...
};

const RTTI RTTI_C = {"C"};

void make_B(B *b)
{
  b->part_a.rtti = &RTTI_B;
  // make the rest of B
}

void make_C(C *c)
{
  c->part_a.rtti = &RTTI_C;
  // make the rest of C
}

B * A_downcast_B(A * a)
{
   return (a->rtti == &RTTI_B) ? (B*)a : NULL;
}

请注意，这实际上只是 C++ 的 dynamic_cast 运算符的简化实现，它仅适用于多态数据类型。这样做的原因是，如果对象中嵌入了某种类型的信息——它的 vtable，运行时才能访问运行时类型信息。