没有 RTTI 的 dynamic_cast答案

【问题标题】：dynamic_cast without RTTI没有 RTTI 的 dynamic_cast
【发布时间】：2018-10-26 18:10:06
【问题描述】：

我的结构如下：

struct managed_object {
  virtual ~managed_object() { }
};

class trait1 {
  public: 
    virtual void myMethod() const = 0;
};

class trait2 {
  public: 
    virtual void myOtherMethod(int x) const = 0;
};

class MyType final : public managed_object, public trait1 {
 ...
};

class MyType2 final : public managed_object, public trait1, public trait2 {
 ...
};

class wrapper {
  private:
    managed_object* ptr;
  public:
    template<typename T> T* object() const { 
      return dynamic_cast<T*>(data.ptr); 
    }
};

所以基本上我有一个managed_object 基类，多个类型从该基类继承。这些子类型中的每一个都可以从任何特征组合继承，它们是final，所以我确信它们不会有更深层次的继承。

代码的工作要归功于 RTTI，它承担了将所有东西粘合在一起的负担，但要付出代价，否则

wrapper w = ...
trait* asTrait1 = w.object<trait1>;

不起作用，因为 managed_object 和 trait1 类型之间没有直接关系。

在我的完整代码中，我已经确定所有 dynamic_cast 都不会失败，因为我有额外的数据（示例中未显示），它为我提供了代码其他部分所需的一种 RTTI。

鉴于此，假设我已经知道 MyType 类继承自一个特定的trait？我正在尝试找到一个聪明的解决方案，因为它是代码的严重瓶颈。

【问题讨论】：

在基类中，您可以添加数十个（数百个？）像virtual Foo* AsFoo() { return nullptr; } 这样的getter-casters，然后在Foo 中放入Foo* AsFoo() override { return this; }。
你怎么知道它是代码的严重瓶颈？您是否在没有 RTTI 的情况下进行了分析来验证它？
@marcinj：没有dynamic_cast，我无法分析它，因为我没有解决方案，但是是的，我分析了在dynamic_cast-ing 中花费了多少时间，所以我已经确定它是相当的瓶颈
您是否考虑将wrapper 替换为std::unique_ptr？这意味着您可以在精确派生类型很重要的那些（理想情况下为少数）地方使用具有完全类型安全性的 std::unique_ptr<MyType1> 或 std::unique_ptr<MyType2>，然后您始终可以将其转换为 std::unique_ptr<managed_object> 用于泛型代码。跨度>
似乎奇怪的重复模板模式（CRTP）是要走的路。

标签： c++ c++14 multiple-inheritance rtti dynamic-cast

【解决方案1】：

您不能在没有 RTTI 的情况下使用 dynamic_cast。除了少数极端情况。

你可以使用static_cast或reinterpret_cast（请不要），但是如果你弄错了，那就是你 - 那么你不能对nullptr 进行更长时间的测试以查看转换是否成功

【讨论】：

这就是重点，如果我的问题不清楚，我根本不想使用dynamic_cast。我想找到一个不需要dynamic_cast 和 RTTI 的解决方案。
其实只要不需要运行时查找就可以。即转换为基类或转换为同一类的 const 限定版本都可以。
static_cast 不会将 managed_object 转换为 trait1。这就是 OP 所说的“side-downcast 问题”。 reinterpret_cast会，但是后面修改对象是UB，因为这两种类型没有关系。

【解决方案2】：

第一件事：你必须使用static_cast。 reinterpret_cast 不太适合这个。

但是为了使演员表工作，您的程序需要知道它的去向。我的意思是，它需要知道从A 转换到B 必须经过的路径。如果A 和B 在同一个类层次结构中，这很简单：只需按照所述类层次结构执行转换即可。

但如果你有：

struct C: A, B {};

这是A和B之间的唯一关系，static_cast无法知道C（这是RTTI提供的那种信息），因此它无法执行转换，因为A 和B 并不真正相关。

为了提供该路径，您必须让您的程序以某种方式知道它。最简单的方法是模板化wrapper：

template<typename T>
class wrapper {
  managed_object* ptr;
public:
  template<typename Trait> Trait* object() const { 
    return static_cast<Trait*>(static_cast<T*>(ptr)); 
  }
};

然后：

MyType a;
wrapper<MyType> w{&a};
trait1* asTrait1 = w.object<trait1>(); // OK

请注意，我确切地告诉了如何进行转换，首先向下转换为派生类型，然后“向上转换”回特征。

关于`reinterpret_cast`的注释

如果您从一个类转换为它的基类（MyType 到 trait1），dynamic_cast 将返回派生对象中基类子对象的指针或引用（@ 987654341@也可以正常进行这种转换）。这意味着返回的指针的值实际上可能与提供的指针的值不同。 reinterpret_cast 永远不会对指针值进行这样的更改。它只会将传递给它的任何内容重新解释为新类型，这显然是错误的。显而易见的结论是不要使用reinterpret_cast 在类层次结构中执行强制转换。

【讨论】：

关于reinterpret_cast的注释

关于`reinterpret_cast`的注释