如何在 C++ 中使用動態轉換

Jinku Hu 2020年11月24日

C++ C++ Cast

本文將演示關於如何在 C++ 中使用動態轉換的多種方法。

使用 `dynamic_cast` 將基類指標轉換為派生指標

dynamic_cast 允許程式設計師在繼承層次結構中轉換對類的指標和引用。例如，基類指標可以被轉換為派生類指標，允許程式設計師呼叫派生類成員函式。

dynamic_cast 是 Run-Time Type Information(RTTI)功能的一部分，它提供了一種在執行時而不是編譯時訪問物件型別的方法。

請注意，dynamic_cast 不能用於在 int 或 float 等原始型別之間進行轉換。此外，只有當基類包含至少一個虛擬成員函式時，才可以使用 dynamic_cast。在下面的例子中，我們宣告一個新的 Base 類指標，並將其轉換 Derived 類的新指標。由於 dynamic_cast 返回的是一個空指標，所以如果轉換不成功，我們可以將表示式作為條件放在 if 語句中。

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using std::cout;
using std::endl;

struct Base {
    virtual ~Base() = default;
};

struct Derived: public Base { };

int main()
{
    Base *bp = new Derived;
    if (Derived *dp = dynamic_cast<Derived*>(bp))
    {
        cout << "Successful cast - can use the pointer to 'Derived' object dp" << endl;
    }

    delete bp;
    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出：

Successful cast - can use the pointer to 'Derived' object dp

程式設計師可以安全地訪問 if 段作用域中的物件，並根據需要呼叫 Derived 類成員方法。但要注意的是，由於我們是將 Derived 類的型別轉換為 Base，在第 13 行，我們在 new 操作符後指定 Derived，因為下面的程式碼會產生不成功的轉換。

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using std::cout;
using std::endl;

struct Base {
    virtual ~Base() = default;
};

struct Derived: public Base { };

int main()
{
    Base *bp = new Base;
    if (Derived *dp = dynamic_cast<Derived*>(bp))
    {
        cout << "Successful cast - can use the pointer to 'Derived' object dp" << endl;
    }

    delete bp;
    return EXIT_SUCCESS;
}

RTTI 功能的另一部分是 typeid 操作符，它返回給定表示式的型別。可以利用它來比較多個表示式的型別，在接下來的程式碼示例中演示。注意，當使用 typeid 操作符時，必須包含 <typeinfo> 標頭檔案。

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using std::cout;
using std::endl;

struct Base {
    virtual ~Base() = default;
};

struct Derived: public Base { };

int main()
{
    Base *bp = new Derived;
    if (Derived *dp = dynamic_cast<Derived*>(bp))
    {
        cout << "Successful cast - can use the pointer to 'Derived' object dp" << endl;
        if (typeid(*bp) == typeid(*dp)) {
            cout << "bp and dp are of same type" << endl;
        }
    }

    delete bp;
    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出：

Successful cast - can use the pointer to 'Derived' object dp
bp and dp are of same type

Author: Jinku Hu

Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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