静态转换工作和动态转换段错误

Question

以下代码可以编译并正常工作：

#include<iostream>

class Base {
    protected:
        int _a;

    public: 
        virtual ~Base()=default;
        Base(int a) : _a{a} {};

        int getit() const { return _a; }
};

class Derived : public Base {
    public:

        Derived(int a) : Base{a} {};
        int get2() const { return 2*this->_a; }
};

int main() {
    Base D{2};
    auto* ptr = &D;
    auto* ptr2 = static_cast<Derived*>(ptr);


    std::cout << ptr2->get2() << std::endl;
}

输出

如果我将 static_cast 更改为 dynamic_cast 它会出现段错误。

我的问题： 使用 static_cast 转换为不添加任何数据成员的派生类是否安全？

Answer 1

Is it safe to use static_cast to cast down to derived classes

仅当对象的动态类型是派生的 class（或者派生的 class 是进一步派生的动态类型的基础时）。向上转换也是安全的，但这种转换也是隐式的。

如果您不知道情况是否如此，并且 - 如示例中那样 - 当您知道情况并非如此时，这绝对是不安全的，并且示例程序的行为是未定义的。使用 dynamic_cast 是安全的，但不检查它是否 returns 为 null，然后通过该 null 进行间接访问是不安全的。

总之，这是安全的：

if (auto* ptr2 = dynamic_cast<Derived*>(ptr)) {
    std::cout << ptr2->get2() << std::endl;
} else {
    std::cout << "It's not Derived :(" << std::endl;
}

也就是说，如果您认为需要 dynamic_cast，那么您可能应该重新考虑设计。您可能应该改用虚函数。示例：

class Base {
protected:
    int _a;

public: 
    virtual ~Base()=default;
    Base(int a) : _a{a} {};

    virtual int getit() const { return _a; }
};

class Derived : public Base {
public:
    using Base::Base;
    int getit() const override { return 2*this->_a; }
};

Answer 2

在这种情况下，使用错误类型的演员会让您感到悲伤。如评论中所述，ptr2 未指向有效的 Derived 对象。

因此，对于您的 static_cast，您看到了未定义的行为；这恰好给出了一个明显的 'correct' 答案，但你永远不能依赖它。

但是，使用 dynamic_cast 将导致 ptr2 具有 nullptr 值（因为 ptr 指向的对象不是 Derived );您试图取消引用 nullptr 导致您的程序崩溃（通常会崩溃）。

但请注意，使用 dynamic_cast 可以让您轻松检查转换是否成功（通过测试 nullptr 的返回值）； static_cast 没有给你那个选项。

静态转换工作和动态转换段错误

static cast working and dynamic cast segfaults

c++

dynamic-cast

static-cast