为什么不同类型层次结构的指针之间的dynamic_cast定义得很好？

Why is dynamic_cast'ing between pointers from different type hierarchies well defined?

本文关键字：定义 cast 很好 dynamic 同类型 层次结构 指针 之间 为什么不      更新时间：2023-10-16

这是一个后续问题：当目标指针不是基类的类型时，为什么允许dynamic_cast为多态类生成空指针？

C++17 标准规定了 §8.2.7[expr.dynamic.cast]下的dynamic_cast。

§8.2.7 (1( 声明

表达式dynamic_cast<T>(v)的结果是将表达式 v 转换为类型 T 的结果，T 应是指向完整类类型的指针或引用，或"指向 cv void 的指针"。[...]

(2( 指定值类别，(3( 同一类型内的 CV 转换和 (4(nullptr情况。[expr.dynamic.cast]的所有其他段落都与同一类型层次结构中的多态类型相关联。

我不知道除了在同一类型层次结构中的类型之间进行转换之外，dynamic_cast有任何用例。给定以下类型：

struct A
{
virtual ~A() = default;
};
struct B : A
{
virtual ~B() = default;
};

A*可以转换为B*，这可能是dynamic_cast最常见的用例：

A* ptr = new B;
dynamic_cast<B*>(ptr);

我希望这可以编译，因为B和A位于同一类型层次结构中(B派生自A(。在定义良好的程序中，类型A*的指针可以指向类型B的对象。

现在让我们删除基类：

struct C
{
virtual ~C() = default;
};
struct D
{
virtual ~D() = default;
};

令人惊讶的是，仍然允许使用dynamic_cast：

C* ptr;
dynamic_cast<D*>(ptr);

我看不出任何理由这样的强制转换不能格式错误(从而导致编译器错误(。据我所知，在一个定义良好的程序中，ptr不可能指向类型为D的对象。

为什么允许这样的演员阵容？为什么这不是标准所禁止的？

编译器不能拒绝从C*到D*的强制转换，dynamic_cast因为它不仅可以强制转换类层次结构的"向上"和"向下"，还可以"横向"。例如，假设我们有

struct E : C, D { };
C* p = new E;
auto q = dynamic_cast<D*>(p);

然后q将指向包含p指向的C对象的完整E对象的D子对象。

这在 [expr.dynamic.cast]/(8.2( 中指定。

当然，在某些情况下，足够聪明的编译器仍然可以警告您dynamic_cast肯定会失败(如果它知道指针来自哪里(。

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