C++｜基类指针和引用指向派生类对象和dynamic_cast

我们知道，C++中的多态是由指针和虚函数，由编译器在编译阶段通过添加虚函数表，在运行阶段通过给对象增加一个虚函数指针的数据成员来实现，这一过程称为动态绑定。

首先要明白几个概念：

静态类型：对象在声明时采用的类型，在编译期即已确定；

动态类型：通常是指一个指针或引用目前所指对象的类型，是在运行期决定的；

静态绑定：绑定的是静态类型，所对应的函数或属性依赖于对象的静态类型，发生在编译期；

动态绑定：绑定的是动态类型，所对应的函数或属性依赖于对象的动态类型，发生在运行期；必须搞清楚的一点是：动态绑定只有当用指针或引用调用虚函数的时候才会发生。

从上面的定义也可以看出，非虚函数一般都是静态绑定，而虚函数都是动态绑定（如此才可实现多态性）。另外，即使有虚函数，如果不使用指针，也只能实现静态绑定。

有虚函数的类会在编译器建立一个虚函数表，运行时的虚函数类的对象会添加一个虚函数指针。

所以在C++中有两种类型转换static_cast和dynamic_cast的。

另外C++增加了const，所以又有了const_cast。

对应于C的单一暴力转换，C++有了reinterpret_cast的转换。

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。

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）。

在类层次间进行上行转换时，dynamic_cast和static_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。

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); //static downcast D* pd2=dynamic_cast<D*>(pb);//dynamic downcast } 

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。

另外要注意：B 要有虚函数，否则会编译出错；static_cast则没有这个限制。

在内存中，一个基类类型的指针是覆盖N个单位长度的内存空间。

当其指向派生类的时候，由于派生类元素在内存中的存放是：前N个是基类的元素，N个之后的是派生类的元素。

于是基类的指针就可以访问到基类也有的元素了，但是此时无法访问到派生类单独定义（就是N之后）的元素。基类指针只能引用基类中有的成员。

p是基类指针，p指向的是绿色的部分，但可以通过转换把让p指向派生类(实际上p的指向的地址没有变，只是类型变了，指向的空间的大小不一样而已)

派生类的指针却不能指向基类，那样会越界，就是说小的可以变大，大的却不能变小

而基类指针指向派生类对象实例，是通过多态实现的。只能调用其接口，及虚函数。

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