dynamic_cast

dynamic_cast < type-id > ( expression )
该运算符把 expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的 指针、类的引用或者 void*;
如果type-id是类 指针类型,那么 expression也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression也必须是一个引用。
dynamic_cast 运算符可以在执行期决定真正的类型。如果downcast是安全的(也就说,如果基类 指针或者引用确实指向一个 派生类对象)这个运算符会传回适当转型过的指针。如果downcast不安全,这个运算符会传回空 指针(也就是说,基类指针或者引用没有指向一个 派生类对象)。
dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。
在类层次间进行上行转换时, dynamic_caststatic_cast的效果是一样的;
在进行下行转换时, dynamic_cast具有类型检查的功能,比 static_cast更安全。
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class B
{
public :
    int m_iNum;
    virtual void foo();
};
class D: public B
{
public :
    char *m_szName[100];
};
void func(B *pb)
{
    D *pd1 = static_cast <D *>(pb);
    D *pd2 = dynamic_cast <D *>(pb);
}
在上面的 代码段中,如果pb指向一个D类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个 指针执行D类型的任何操作都是安全的;
但是,如果pb指向的是一个B类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的 指针,对它进行D类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),
而pd2将是一个空 指针

2注意事项

B要有 虚函数,否则会编译出错; static_cast则没有这个限制。
B中需要检测有 虚函数的原因:类中存在虚函数,就说明它有想要让 基类 指针或引用指向 派生类对象的情况,此时转换才有意义。
这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的 虚函数表(关于 虚函数表的概念,详细可见<Inside c++ object model>)中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,
没有定义 虚函数的类是没有 虚函数表的。
另外, dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示:
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class A
{
public :
    int m_iNum;
    virtual void f(){}
};
class B: public A
{
};
class D: public A
{
};
void foo()
{
    B *pb = new B;
    pb->m_iNum = 100;
    D *pd1 = static_cast <D *>(pb); //compile error
    D *pd2 = dynamic_cast <D *>(pb); //pd2 is NULL
    delete pb;
}
在函数foo中,使用 static_cast进行转换是不被允许的,将在编译时出错,而使用 dynamic_cast的转换则是允许的,结果是空指针。

3运用实例

问题

1)什么时候应必须使用 dynamic_cast
2)什么时候 dynamic_cast可以使用 static_cast代替

实例

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// TestCast.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public :
    virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
    void f1(){cout << "Base::f1" << endl;}
private :
    double x;
    double y;
};
class Derived : public Base
{
public :
    virtual void f(){cout << "Derived::f" << endl; }
    virtual void k(){cout << "Derived::k" << endl; }
private :
    double z;
};
class Base1
{
public :
    virtual void g(){ cout << "Base1::g" << endl;}
    void g1(){cout << "Base1::g1" << endl;}
};
class Derived1 : public Base, public Base1
{
public :
    virtual void f(){ cout << "Derived1::f" << endl;}
    virtual void h(){ cout << "Derived1::h" << endl;}
};
void Test1()
{
    // 对于单继承,
    // 如果pD真的指向Derived,用dynamic_cast和static_cast效果相同
    Base *pD = new Derived;
    Derived *pD1 = dynamic_cast <Derived*>(pD);
    pD1->f();
    pD1->k();
    pD1->f1();
    Derived *pD2 = static_cast <Derived*>(pD);
    pD2->f();
    pD2->k();
    pD2->f1();
    // 但是如果pB不是真的指向Derived,则用dynamic_cast则返回NULL,能够更早的禁止error的发生,
    // 如果用static_cast虽然返回的不为NULL,但是运行时可能抛出exception。
    /**/ //// Error code
    //Base *pB = new Base();
    //Derived *pD3 = static_cast<Derived*>(pB);
    //pD3->f();
    //pD3->k();
    //pD3->f1();
    //Derived *pD4 = dynamic_cast<Derived*>(pB);
    //pD4->f();
    //pD4->k();
    //pD4->f1();
}
void Test2()
{
    // 对于多重继承,
    // 如果pD真的指向的是Derived1,使用dynamic_cast和static_cast都可以转化为Derived1,
    // 但是如果要转化为Base的兄弟类Base1,必须使用dynamic_cast,使用static_cast不能编译。
    Base *pD = new Derived1;
    Derived1 *pD1 = dynamic_cast <Derived1*>(pD);
    pD1->f();
    pD1->h();
    pD1->f1();
    Base1 *pB1 = dynamic_cast <Base1*>(pD);
    pB1->g();
    Derived1 *pD2 = static_cast <Derived1*>(pD);
    pD2->f();
    pD1->h();
    pD2->f1();
    /**/ //// error can not compiler
    //Base1 *pB2 = static_cast<Base1*>(pD);
    //pB2->g();
    // 当然对于pB不是真的指向Derived1,想要转化为Derived1或Base的兄弟类Base1,情况与Test1中的erro    r情况相同。
}
int _tmain( int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Test1();
    Test2();
    return 0;
}
<think>好的,我现在需要回答用户关于static_castdynamic_cast的问题。用户之前已经问过static_cast和reinterpret_cast的区别,现在继续深入,比较static_castdynamic_cast。首先,我要回忆这两个转换操作符的主要区别,特别是它们在继承体系中的应用以及安全性。 首先,static_cast是在编译时进行类型转换的检查,适用于继承结构中的向上转型(子类到父类)和向下转型(父类到子类),但向下转型时并不进行运行时检查,因此可能不安全。而dynamic_cast则是在运行时进行类型检查,专门用于多态类体系中的向下转型,如果转换不合法,会返回空指针或抛出异常,因此更安全。 接下来,我需要举出具体的例子来说明它们的用法和区别。例如,当使用static_cast进行向下转型时,如果实际对象不是目标类型,可能会导致未定义行为。而dynamic_cast会在运行时检查类型信息,确保转换的安全性。 然后,需要讨论它们的使用场景。static_cast适合在已知类型安全的情况下使用,比如向上转型或者确定向下转型是正确的时候。而dynamic_cast适用于需要运行时检查的情况,比如当处理多态对象且不确定实际类型时。 还要提到dynamic_cast的限制,比如它只能用于多态类型(即包含虚函数的类),否则会编译错误。而static_cast没有这个限制,但使用时需要更谨慎。 另外,性能方面也是一个考虑点。dynamic_cast因为有运行时检查,可能会带来一定的性能开销,而static_cast在编译时处理,效率更高。 最后,总结两者的区别,强调安全性与性能的权衡,并给出相关问题,比如如何结合使用这两种转换,或者在特定场景下的选择建议。 </think>static_castdynamic_cast是C++中用于继承体系类型转换的关键操作符,核心区别在于**类型检查时机**和**安全性**: 1. **static_cast** - **编译时检查**:仅依赖编译时的类型信息,不进行运行时检查 - **适用场景**: - 向上转型(子类到父类,天然安全) - 明确已知类型的向下转型(需开发者自行保证安全性) - 非多态类型转换(如基本数据类型) ```cpp Base* base = new Derived(); // 合法隐式转换 Derived* d1 = static_cast<Derived*>(base); // 允许向下转型(无运行时检查) ``` 2. **dynamic_cast** - **运行时检查**:通过RTTI(运行时类型信息)验证实际对象类型 - **适用场景**: - 安全的向下转型(转换失败返回nullptr) - 多态类型(必须包含虚函数)之间的转换 ```cpp Base* base = new Base(); // 实际为父类对象 Derived* d2 = dynamic_cast<Derived*>(base); // 运行时检查,转换失败返回nullptr ``` **关键差异**: - **安全性**:dynamic_cast确保类型安全,static_cast依赖开发者判断 - **多态要求**:dynamic_cast只能用于含虚函数的类体系 - **性能**:static_cast无运行时开销,dynamic_cast有RTTI检查成本 - **转换结果**:static_cast保证编译通过,dynamic_cast可能返回空指针
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