dynamic_cast使用以及原理探究

本文详细介绍了C++中的dynamic_cast运算符,包括其在转换成功和失败时的行为,以及它如何利用运行时类型识别(RTTI)和虚函数表实现安全转换。同时,对比了dynamic_cast与static_cast的区别,并探讨了动态类型转换的安全性和多态性。此外,还提供了视频讲解和相关笔记链接作为补充学习资料。

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dynamic_cast与原理

dynamic_cast运算符能够将基类的指针或引用安全的转换为派生类的指针或者引用。转换失败,返回空地址。

RTTI是运行阶段类型识别(Runtime Type Identification)的简称。是指程序在运行阶段确定对象的类型。

C++中可以进行运行时识别出变量等类型信息的还有typeid

编译环境

Visual Studio 2022 / v143 / C++20

dynamic_cast用法

转换成功

如下B继承自A

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

A* a = new B;
// 将指向子类的指针,转换为子类指针。
if (b = dynamic_cast<B*>(a)) {
   
 // do something...
}

转换失败

A* a = new A;
// 转换失败,b为空指针。
if (b = dynamic_cast<B*>(a)) {
   
 // do something...
}
‍‍‍```

原理探究

使用dynamic_cast转换的前提是A必须有虚函数,即虚函数表。dynamic_cast的关键就是虚函数表,因为B类有自己的虚函数表,A类也有自己的虚函数表,根据虚函数表的不同可以判断到底是属于哪个类。我们简单仿写一下。当然,我们只是尝试一下,不能用于实际,毕竟开销大且有局限性。

template<class T>
int64_t
dynamic_cast实现原理的底层机制可以根据引用和引用来解释。dynamic_cast用于将指向多态类型(包含虚函数)的指针或引用进行downcast或crosscast。它会在运行时进行类型检查来确定是否可以进行转换。 在实现上,dynamic_cast使用了类型信息(typeinfo)来进行运行时类型检查。每个多态类型都会有一个对应的typeinfo对象,其中包含了类型的相关信息,例如类型名称和继承关系。当使用dynamic_cast进行转换时,它会通过查询类型对象的typeinfo,来判断是否可以进行安全的转换。 具体地说,dynamic_cast会在进行转换前,先检查指针或引用所指向的对象的typeinfo是否与目标类型的typeinfo匹配。如果匹配成功,说明转换是合法的,dynamic_cast会返回目标类型的指针或引用;如果匹配失败,说明转换是不安全的,dynamic_cast会返回一个空指针或引发一个std::bad_cast异常。 相比于static_castdynamic_cast会在运行时进行类型检查,从而提供了更安全的转换。而static_cast则是在编译时进行类型检查,并且没有运行时的开销。此外,dynamic_cast还可以用于将多态虚基类转换为子类或相邻兄弟类,而static_cast则不能进行这种转换。 综上所述,dynamic_cast的底层原理是利用类型信息进行运行时类型检查来确定是否可以进行安全的转换。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* [dynamic_cast实现原理](https://blog.youkuaiyun.com/LIJIWEI0611/article/details/120699526)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [[C++] - dynamic_cast介绍及工作原理、typeid、type_info](https://blog.youkuaiyun.com/zqxf123456789/article/details/106245816)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
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