沿继承层级向上、向下及侧向,安全地转换到其他类的指针和引用。
语法
dynamic_cast < 新类型 > ( 表达式 ) | ||
新类型 | - | 指向完整类类型的指针、到完整类类型的引用,或指向(可选的 cv 限定)void 的指针 |
表达式 | - | 若 新类型 为引用,则为完整类类型的左值 (C++11 前)泛左值 (C++11 起)表达式,若 新类型 为指针,则为指向完整类类型的指针纯右值。 |
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。
解释
唯有下列转换能用 dynamiccast 进行,但若这种转换会转换走常量性或易变性_则亦不允许。
1) 若 表达式 的类型恰是 新类型 或 新类型 的较少 cv 限定版本,则结果是 表达式 具有 新类型 类型的值。(换言之,dynamic_cast 可用以添加常量性。隐式转换和 static_cast 亦能进行此转换。)
2) 若 表达式 的值是空指针值,则结果是 新类型 类型的空指针值。
3) 若 新类型 是到 Base
的指针或引用,且 表达式 的类型是到 Derived
的指针或引用,其中 Base
是 Derived
的唯一可访问基类,则结果是到 表达式 所标识的对象中 Base
类子对象的指针或引用。(注意:隐式转换和 static_cast 亦能进行此转换。)
4) 若 表达式 是指向多态类型的指针,且 新类型 是到 void 的指针,则结果是指向 表达式 所指向或引用的最终派生对象的指针。
5) 若 表达式 是到多态类型 Base
的指针或引用,且 新类型 是到 Derived
类型的指针或引用,则进行运行时检查:
a) 检验 表达式 所指向/标识的最终派生对象。若在该对象中 表达式 指向/指代 Derived
的公开基类,且只有一个 Derived
类型对象从 表达式 所指向/标识的子对象派生,则转型结果指向/指代该 Derived
对象。(此之谓“向下转型(downcast)”。)
b) 否则,若 表达式 指向/指代最终派生对象的公开基类,而同时最终派生对象拥有 Derived
类型的无歧义公开基类,则转型结果指向/指代该 Derived
(此之谓“侧向转型(sidecast)”。)
c) 否则,运行时检查失败。若 dynamic_cast 用于指针,则返回 新类型 类型的空指针值。若它用于引用,则抛出 std::bad_cast 异常。
6) 当在构造函数或析构函数中(直接或间接)使用 dynamic_cast,且 表达式 指代正在构造/销毁的对象时,该对象被认为是最终派生对象。若 新类型 不是到构造函数/析构函数自身的类或其基类之一的指针或引用,则行为未定义。
与其他转型表达式相似:
- 若 新类型 是左值引用类型(表达式 必为左值),则其结果为左值
- 若 新类型 是右值引用类型(表达式 为完整类类型,可以是左值或右值 (C++17 前)必为泛左值(纯右值被实质化) (C++17 起)),则其结果为亡值
- 若 新类型 是指针类型,则其结果为纯右值
注解
- 亦可用 static_cast 进行向下转型,它避免运行时检查的开销,但只有在程序(通过某些其他逻辑)能够保证 表达式 所指向的对象肯定是
Derived
时才是安全的。 - 某些形式的 dynamic_cast 依赖于运行时类型鉴别( RTTI ),即编译的程序中关于每个多态类的信息。编译器通常有选项禁用此信息。
关键词
示例
运行此代码
- #include <iostream>
- struct V {
- virtual void f() {}; // 必须为多态以使用运行时检查的 dynamic_cast
- };
- struct A : virtual V {};
- struct B : virtual V {
- B(V* v, A* a) {
- // 构造中转型(见后述 D 的构造函数中的调用)
- dynamic_cast<B*>(v); // 良好定义:v 有类型 V*,B 的 V 基类,产生 B*
- dynamic_cast<B*>(a); // 未定义行为:a 有类型 A*,A 非 B 的基类
- }
- };
- struct D : A, B {
- D() : B((A*)this, this) { }
- };
- struct Base {
- virtual ~Base() {}
- };
- struct Derived: Base {
- virtual void name() {}
- };
- int main()
- {
- D d; // 最终派生对象
- A& a = d; // 向上转型,可以用 dynamic_cast,但不必须
- D& new_d = dynamic_cast<D&>(a); // 向下转型
- B& new_b = dynamic_cast<B&>(a); // 侧向转型
- Base* b1 = new Base;
- if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b1))
- {
- std::cout << "downcast from b1 to d successful\n";
- d->name(); // 可以安全调用
- }
- Base* b2 = new Derived;
- if(Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b2))
- {
- std::cout << "downcast from b2 to d successful\n";
- d->name(); // 可以安全调用
- }
- delete b1;
- delete b2;
- }
输出:
- downcast from b2 to d successful