static_cast 从基 class 指向派生 class 的指针无效

Question

我正在创建一个简单的测试实体组件系统。我有一个基础 Component class 和几个派生的 classes。然后我有几个系统将一些逻辑应用于这些组件。

// Component.h
// ------------
class Component
{
public:
    Component();
    ~Component();
}


// ControlComponent.h
// -------------------
#include <string>
#include "Component.h"

class ControlComponent : public Component
{
public:
    std::string input = ""; // store simple input instruction
    ControlComponent();
    ~ControlComponent();
};


// ControlSystem.cpp
void ControlSystem::update(Entity* entity)
{
    vector<Component*>* components = entity->getComponents();

    for (Component* component : *components)
    {
        PositionComponent* pc = static_cast<PositionComponent*>(component);
        ControlComponent* cc = static_cast<ControlComponent*>(component);

        if (pc != nullptr && cc != nullptr)
        {
            std::cout << "Which direction would you like to go?" << std::endl;
            std::string input;
            std::cin >> input;
            cc->input = input; // application breaks here

            // Apply some logic...
        }
    }
}

当我从基数 Component* static_cast 到任一派生组件（PositionComponent* 或 ControlComponent*）并且两个结果都不是 nullptr(即转换成功），我得到无效值，例如 cc->input 无法从字符串中读取字符等

我在实体工厂中连接组件，如下所示：

void EntityFactory::wireUpPlayer(Entity* player)
{
    player->addComponent(new HealthComponent());
    player->addComponent(new ControlComponent());
    player->addComponent(new PositionComponent());
}

addComponent 的实现如下：

void Entity::addComponent(Component* component)
{
    m_components.push_back(component);
}

显示这些组件具有有效的内存地址，所以我不确定问题出在哪里。

Answer 1

When I static_cast from base Component* to either of the derived components (PositionComponent* or ControlComponent*) and when both results are not nullptr(i.e the cast was successful)...

从基础 class 转换为派生 class 时，static_cast 告诉编译器，"Trust me, I know what I'm doing." 换句话说，即使可能合法，它将"succeed"和return非nullptr。如果在运行时它是不合法的，你会得到未定义的行为，试图使用一个 class 的实例就好像它是另一个 class.

改用dynamic_cast。

Answer 2

static_cast 不在运行时检查有效性；如果转换已编译，它会在运行时假定转换正常。如果您不转换空指针，则 static_cast 的结果将不是空指针。要获得检查转换，您需要 dynamic_cast ，而这反过来又需要将指针转换为指向多态类型，即至少具有一个虚函数的类型。这意味着将 Component 更改为具有至少一个虚函数。

Answer 3

正如 Pete Becker 和 Josh Kelley 所说，使用 dynamic_cast 并且我相信您还需要将至少一个函数设置为 virtual。如果不这样做，编译器将不会记录继承，并且 dynamic_cast 可能仍会 return nullptr。在执行继承时，我建议将 class 析构函数设为虚拟。当需要在派生 class 的析构函数中处理非托管资源并且您只有一个指向基 class 的指针时，这也是一个很好的做法，派生 class 析构函数将只只要析构函数是虚拟的，就会被调用。有一个post在这里解释它：When to use virtual destructors?

static_cast 从基 class 指向派生 class 的指针无效

static_cast from base class pointer to derived class pointer is invalid

c++

pointers

static-cast