为什么 static_cast 从 base 到 derived 的转换在 base 内部有效，但在外部无效

Question

为什么 static_case 从基础 class 到派生的转换在基础 class 内部有效，但在基础 class[= 之外不起作用21=]

#include <iostream>
using std::cout;

class Base
{
public:
    template <typename T>
    int getValue() const { return static_cast<const T&>(*this).getValue(); }
};

class Derived: public Base
{
public:
    Derived(int v): value(v) { }
    int getValue() const { return value; }
    int value;
};

class Another
{
    int getValue() const { return 5; }
};

template <typename T>
void out(const Base & base) {
    cout << base.getValue<T>() << '\n';
}

int main() {
    Derived d(5);
    Base b;
    out<Derived>(d);    //understandable, d has derived part.
    out<Derived>(b);   //don't understand, b is only base.
    out<Another>(b);    //compile time error   
    //static_cast<Derived>(b);   //compile time error
}

我阅读了 this 有关 CRTP 的文章并偶然发现了这段代码：

template <typename T>
class Base
{
public:
    void doSomething()
    {
        T& derived = static_cast<T&>(*this);
        use derived...
    }
};

class Derived : public Base<Derived>
{
    ...
};

我也不清楚这里的转换是如何工作的。

Answer 1

main() 中的最后一个强制转换在语法上不正确并且不等同于模板中的代码，您不能向上转换对象到对象（您可以向下转换，导致类型收缩）。在上面的模板中，您投射了引用。

Derived&可以绑定到Base&，static_cast没办法查。 CRTP 确保了这一点，因为 this 指向派生类型的存储，*this 导致可以安全地转换为 Derived& 引用对象的引用。

当 Base 不是 Another 的基础 class 时，对 Another 的引用不能绑定到对 Base 的引用。在那种情况下，使用 static_cast 强制转换指针或引用是非法的。

如果 CRTP 有效，模板代码是合法的，因为模板代码是在 Derived 类型足够完整的地方实例化的，即使用模板的地方。模板本身不生成任何东西，也不编译，只检查正确性。

不过，在 CRTP 中有些事情是不可能的，例如在 Base class 内部使用 Derived class 的嵌套类型声明作为完整类型，原因很简单：与成员变量和函数不同，它们不完整并且不受正向查找的影响。如果需要这样使用，则必须在 Base 之前定义第三种类型，并包含所需的声明。

Answer 2

static_cast 转换仅在该转换合法时使用。在您的代码中，您正在创建 class Base 的对象，并且您正试图将其转换为 class Derived。幸运的是，Derived::getValue() 的实现不使用任何数据成员，而 returns 是来自文字的值。无论如何，这是未定义的行为。

如果是 CRTP，则不会创建 Base class 的实例：仅使用 Derived 的实例。

更新。试试这个：

//static_cast<Derived>(b);   doesn't compile
static_cast<Derived&>(b);   shall compile

Upd 2. 你变得垃圾是因为 Derived::getValue() 使用了一个数据成员（在你的初始版本的代码中没有使用数据成员）。

Answer 3

这是C++规则的一部分。 static_cast 可用于将基本 class 表达式转换为派生 class。如果在运行时，对象实际上不是派生 class 对象的基 class 子对象，那么它是未定义的行为，不需要诊断。

你的问题第一句不对，这个cast可以写在代码的任何一点。

out<Another>() 编译失败，因为 Another 与 Base.

没有继承关系