多重继承下的类型转换

Posted 2020-06-13

主要解释强制类型转换的影响。因为static_cast会在编译期间检测，dynamice_cast会在运行时检测。

#include <iostream>
#include <hash_map>
using namespace std;
class I1
{
public:
	virtual void vf1()
	{
		cout << "I‘m I1:vf1()" << endl;
	}
};
class I2
{
public:
	virtual void vf2()
	{
		cout << "I‘m I2:vf2()" << endl;
	}
};

class C : public I1, public I2
{
private:
	hash_map<string, string> m_cache;
};

I1* CreateC()
{
	return new C();
}
int main(int argc, char** argv)
{
	I1* pI1 = CreateC();
	pI1->vf1();

	I2* pI2 = (I2*)pI1;
	pI2->vf2();

	delete pI1;
	return 0;
}
上述代码执行结果如下：

先来看看前面代码的内存布局。

之所以会出现pI1和pI2指向了同一个地址，是因为C++编译器没有足够的知识来把IA*类型转换为IB*类型，只能按照传统的C指针强制转换处理，也就是指针位置不变。为了验证上面的结论，简单的把pIA和pIB打印出来即可。把main()函数修改为如下：

int main(int argc, char** argv) 

{ 

    I1* pI1 = CreateC(); 

    pI1->vf1(); 

 

    I2* pI2 = (I2*)pI1; 

    pI2->vf2(); 

 

    cout << "pI1指向的地址为:"<<std::hex << pI1 << endl; 

    cout << "pI2指向的地址为:"<<std::hex << pI2 << endl;   

    delete pI1; 

    return 0; 

} 

执行结果为：

可见pI1和pI2确实指向了同一个地址，而这个地址就是I1类的虚表。由于虚函数是按照顺序定位的，编译器编译pI2->vf2()的时候，不管实际的pI2指向哪里，都把它当做指向了I2的虚表，根据I2类定义，推出I2::vf2()这个函数位于其虚表的第0个位置，所以就直接把pI2指向的地址作为vf2来调用。而实际上，这个位置恰恰是I1虚表的第0个位置，也就是I1::vf1的位置，所以实际执行时调用的是I1::vf1()。其实这种情况是有些特殊的，也就是这个位置正好也是一个函数地址，而且函数原型也一样，要是有任何不同的地方，就会造成调用失败，反而更容易及时的提醒开发者。

 

强制类型转换

 

static_cast：进行编译期类型转换，此时如果C++编译期不能推算出指针调整算法，就会报错，提醒开发者。

dynamic_cast：使用dynamic_cast进行运行期动态类型转换，这需要开启编译器的RTTI。

reinterpret_cast：地址的转换，不需要检测类型。

 

 

 

在C++中，指针的类型转换是经常发生的事情，比如将派生类指针转换为基类指针，将基类指针转换为派生类指针。指针的本质其实就是一个整数，用以记录进程虚拟内存空间中的地址编号，而指针的类型决定了编译器对其指向的内存空间的解释方式。C++中对指针进行类型转换，不会改变指针的值，只会改变指针的类型(即改变编译器对该指针指向内存的解释方式)，但是这个结论在C++多重继承下是 不成立的。

#include <iostream>
using namespace std;
class CBaseA
{
public:
char m_A[32];
};
class CBaseB
{
public:
char m_B[64];
};
class CDerive : public CBaseA, public CBaseB
{
public:
char m_D[128];
};
int main()
{
auto pD = new CDerive;
auto pA = (CBaseA *)pD;
auto pB = (CBaseB *)pD;
cout << pA << ‘\\n‘ << pB << ‘\\n‘ << pD << endl;
cout << (pD == pB) << endl;
}

这段代码的输出是：

0x9f1080
0x9f10a0
0x9f1080
1

pB与pD的指针差值正好是CBaseA占用的内存大小32字节，而pA与pD都指向了同一段地址。这是因为，将一个派生类的指针转换成某一个基类指针，编译器会将指针的值偏移到该基类在对象内存中的起始位置。

 

输出1表示pD和pB是相等的，而刚刚我们才说明了，pD和pB的地址是相差了32个字节的。

其实这也是编译器为大家屏蔽了这种指针的差异，当编译器发现一个指向派生类的指针和指向其某个基类的指针进行==运算时，会自动将指针做隐式类型提升已屏蔽多重继承带来的指针差异。因为两个指针做比较，目的通常是判断两个指针是否指向了同一个内存对象实例，在上面的场景中，pD和pB虽然指针值不等，但是他们确确实实都指向了同一个内存对象（即new CDerive;产生的内存对象 ），所以编译器又在此处插了一脚，让我们可以安享==运算的上层语义。

 

参考地址：http://blog.csdn.net/smstong/article/details/24455371