在多态对象上使用 static_cast 是否表明存在设计缺陷？答案

【问题标题】：Does using a static_cast on a polymorphic object indicate a design flaw?在多态对象上使用 static_cast 是否表明存在设计缺陷？
【发布时间】：2013-04-19 19:50:24
【问题描述】：

我知道应该避免 dynamic_cast，但假设我的程序中有一个 Base 类的对象 x，我知道在执行的某个时刻它也是 Derived 类（继承自 Base）。使用 static_cast 向下转换以调用派生方法等是否可以接受？或者这是否表明存在设计缺陷？

【问题讨论】：

你能举个例子吗？您通常向下转换指针或引用。您没有两种类型的对象。
“应避免dynamic_cast”是一个愚蠢的建议（就像这样的每一个绝对陈述），有合法的用例。
有时你必须这样做，但是是的，它通常表明，如果不是设计缺陷，至少是次优设计
@MatteoItalia 当然，这种建议应始终以“一般”为前缀。建议实际上应该是“通常使用dynamic_cast 表示您的程序中存在设计缺陷，并且应该有很好的理由这样做。”然而，我认为，我们应该教导人们不要将这种建议视为绝对的。
"是否可以使用 static_cast 向下转换以调用派生方法等？" 是的，绝对可以，只要您肯定它实际上是一个Derived。

标签： c++

【解决方案1】：

它表示与使用dynamic_cast 完全相同的设计缺陷。事实是，如果您使用指向基类的指针，则应该意味着您只使用传递的对象，就好像它们是该基类一样。如果您必须确定对象的动态派生类型，那么您可能不应该使用指向 base 的指针。

为此使用static_cast 比使用dynamic_cast 更危险一点。如果您要转换的类型确实是正确的，那么您只有明确定义的行为。使用dynamic_cast，至少它会告诉您是否不是。

与任何建议一样，总会有例外。问问自己，基指针类型在这里是否真的合适。我们使用多态性来表示“我们只想要Fruit！我不在乎它是Apple 还是Banana - 我们会一视同仁！”如果您没有将所有对象都视为基本类型，那么您可能需要重新考虑。正如 Mark Ransom 在他的回答中给出的一个例子，有时你真的想以这种方式沮丧。

【讨论】：

谢谢。这很有意义。我正在 MPI 中编写一个并行代码，其中一些处理器比其他处理器存储有关某些对象的更多信息（因此，派生类）。但是在并行代码中，每个人都必须执行相同的代码，所以我传入 Base 类并使用 if 语句来确定我的代码的行为。我可以看出这是多么可疑，我会重新考虑这一点。
另一个例外是使用static_cast 和final 进行优化。您有一个抽象接口，有时您将在其中连续调用许多虚拟函数。通过向下转换为选择的具体类型，然后调用 final virtual 方法，您可以消除 virtual 方法调用开销，甚至可以完全省略调用，同时保持它完全通用，并对库用户隐藏这些优化.我相信Google Protocol Buffers 使用了这种技术。

【解决方案2】：

它有合法用途。没有它Curiously Recurring Template Pattern (CRTP) 是不可能的。

【讨论】：

一个很好的例子，说明你确实知道对象的派生类型（除非它滥用 CRTP）。
static_assert( std::is_base_of< Derived, CRTP_Template_Name<Derived> >, "CRTP used incorrectly" ); 非常确定。

【解决方案3】：

imo 是的，它可能表明存在设计缺陷。如果你知道它是某种类型的派生类，为什么它作为基类传递？

【讨论】：