dynamic_cast 类型转换全面深入讨论

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本文全面深入地讨论了C++中dynamic_cast的使用，包括其在继承和多态情况下的要求、限制条件及运行时检查，通过实例展示了如何在不同场景下进行有效完整转换。

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dynamic_cast 类型转换全面深入讨论

理解dynamic_cast，必须明白C++语言中继承和多态概念以及实现，不然无法真正明白其要求。
1.dynamic_cast在继承情况要求
dynamic_cast 只能在对象的引用和指向对象指针情况下，目的是确保类型转换是一个有效完整转换类对象，因此当到基类转换（向上转换），dynamic_cast总是成功的。
限制条件说明：
1.针对对象之间装换
2.针对对象存在继承关系。
3.编译时检查
4.检查转换必须是有效完整的。例如人是基类，学生派生类，学生到人装换是有效的（学生具体人的所有特征），但是人到学生转换不一定有效（一个人不一定具备学生特征）。
class CBase { };
class CDerived: public CBase { };
int main()
{
    CBase b; CBase* pb;
    CDerived d; CDerived* pd;

    pb = dynamic_cast<CBase*>(&d);     // 正确: 派生类到基类转换
    pd = dynamic_cast<CDerived*>(&b); // 错误: 基类到派生类转换
}
编译时检查
# g++ xxx.cpp
xxx.cpp: In function ‘int main()’:
xxx.cpp:9: 错误：无法将‘& b’从类型‘CBase*’动态转换到类型‘class CDerived*’(source type is not polymorphic)

2.dynamic_cast在多态情况要求
当一个类是多态时（虚函数实现多态特性），dynamic_cast运行时执行特殊检查来确保产生一个一个有效完整转换类对象。

1.针对对象存在多态关系.（必须有虚函数）
2.运行时执行检查。
3.检查转换必须是有效完整的（要求指针或者引用对象必须是完整转换类对象），下面例子

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;

class CBase { virtual void dummy() {} };
class CDerived: public CBase { int a; };

int main () {
try {
    CBase * pba = new CDerived;// pba是一个完整的CDerived对象
    CBase * pbb = new CBase;//pbb不是一个完整的CDerived对象
    CDerived * pd;
    //CDerived &pr;
    pd = dynamic_cast<CDerived*>(pba);
    if (pd==0) cout << "Null pointer on first type-cast" << endl;

    pd = dynamic_cast<CDerived*>(pbb);//指针转换 pbb（CBase）不是完整派生类（CDerived）对象，失败返回值为NULL
    if (pd==0) cout << "Null pointer on second type-cast" << endl;

    CDerived &pr = dynamic_cast<CDerived&>(*pbb);//引用转换，pbb（CBase）不是完整派生类（CDerived）对象，失败抛出异常
} catch (exception& e) {cout << "Exception: " << e.what();}
return 0;
}

运行时检查
# g++ yyy.cpp
# ./a.out
Null pointer on second type-cast
Exception: std::bad_cast