C++ dynamic_cast的使用

C++11中引入了一些新的类型转换操作符，我们来看看dynamic_cast的使用。
首先，让我们考虑一下：在什么场景下我们希望使用dynamic_cast呢？

#include <iostream>

class Base
{
public:
	virtual void print()
	{
		std::cout << "Base print" << std::endl;
	}

	void work()
	{
		std::cout << "Base do work..." << std::endl;
	}
};

class Derived : public Base
{
public:
	virtual void print()
	{
		std::cout << "Derived print!" << std::endl;
	}
	void work()
	{
		std::cout << "Derived do work..." << std::endl;
	}
};

int main()
{
	Base* pBase = new Derived();
	pBase->print();
	pBase->work();
	
	getchar();
	return 0;
}

运行结果：

Derived print!
Base do work...

分析结果：print()是虚函数，在运行时的类型来决定运行结果；而work()函数不是虚函数，只是类的普通成员函数，在编译期间决定。所以调用的Base::work()函数。

如果我们希望通过指针调用Derived::work()，该怎么做呢？
使用dynamic_cast

Derived* pDerived = dynamic_cast<Derived*>(pBase);

语法

dynamic_cast < 新类型 > ( 表达式 )	

若转型成功，则 dynamic_cast 返回 新类型 类型的值。若转型失败且 新类型 是指针类型，则它返回该类型的空指针。若转型失败且 新类型 是引用类型，则它抛出与类型 std::bad_cast 的处理块匹配的异常。

为了理解官方文档这段话，我写了下面的代码，在刚才的代码上修改，只修改了main函数中的内容：

int main()
{
	Base* pBase = new Derived();
	pBase->print();
	pBase->work();
	 
	Derived* pDerived = dynamic_cast<Derived*>(pBase); //向下转换成功，成功返回Derived*
	if (pDerived != nullptr)
	{
		pDerived->print();
		pDerived->work();
	}

	Base *pRealBase = new Base();
	pDerived = dynamic_cast<Derived*>(pRealBase); //向下转换失败，返回nullptr指针
	if (pDerived != nullptr)
	{
		pDerived->print();
		pDerived->work();
	}

	Base base;
	Base& refBase = base;
	try
	{
		Derived refDerived = dynamic_cast<Derived&>(refBase);
	}
	catch (const std::exception& e)
	{
		std::cout << "first try failed, reason: " << e.what() << std::endl;
	}
	
	Derived derived;
	Base& refBaseNew = derived;
	try
	{
		Derived refDerived = dynamic_cast<Derived&>(refBaseNew);
	}
	catch (const std::exception& e)
	{
		std::cout << "second try failed: reason: " << e.what() << std::endl;
	}

	getchar();
	return 0;
}

运行结果：

Derived print!
Base do work...
Derived print!
Derived do work...
first try failed, reason: Bad dynamic_cast!

小结：
dynamic_cast < new_type > ( expression )

在执行向下类型转换（基类向子类转换，叫“向下类型转换”），如果expression实际指向的类型与new_type一致，转换才能成功，否则转换失败。

dynamic_cast存在的问题：
dynamic_cast最大的问题在于效率，特别是继承体系特别深时。可以尝试用static_cast来替代dynamic_cast的使用。

对于效率问题，这篇博文里讲的比较好：https://blog.youkuaiyun.com/debugconsole/article/details/9379627

为什么说不要使用 dynamic_cast，需要运行时确定类型信息，说明设计有缺陷？

参考：https://blog.youkuaiyun.com/u011333734/article/details/81329523

http://www.luyixian.cn/news_show_19011.aspx

https://blog.youkuaiyun.com/daizhiyan1/article/details/82912399