我从基类B派生了类D,如下所示:
class D : public B
{
//staff or nothing
}
我想以声明的方式处理收到的指针
B* b
D* d
,并使用来自*d
的所有相同属性值初始化*b
。如果我无权更改
B
实现,有什么可能或最好的方法?就像是
// I have pointer to B object, B* b received as a result of some function
class D : public B
{
//staff or nothing
}
D *d; //declaration
// I want to initialize d, something like d=b (if that would be legal)
// or d = static_cast <D*>(b);
谢谢
最佳答案
基本答案
符号:
B b;
B* pb = &b;
D* pd;
如果您有指针
pb
并希望具有指针pd
,其中*pd
具有与*pb
相同的数据成员(值),则必须将数据从*pb
复制或移动到一些(内存)位置,然后让pd
指向该位置。C ++不允许从
&b
到pd
的转换,无论是隐式(pd = &b
)还是显式(pd = static_cast<D*>(&b)
),都不会导致未定义的行为。未定义的行为非常糟糕,因为您无法保证接下来会发生什么(崩溃,数据损坏,heisenbugs等)。关于
static_cast
ptr转换让我们从标准中引入一些名称,以使事情更清楚:
B* pb = &d;
那么
*pb
的静态类型是B
,而*pb
的动态类型是D
。静态类型基本上是编译器看到的,而动态类型则是运行时实际存在的类型。以下转换很好:
D d;
pb = &d; // `pb` points to `B`-type subobject of `d`
pd = static_cast<D*>(pb); // reverts the cast above to get the original `&d`
如果
*pb
具有动态类型D
(或D
的派生类型),则最后一行很好。其他,未定义的行为。这就是为什么dynamic_cast
的原因:pd = dynamic_cast<D*>(pb);
同样,如果
*pb
是动态类型D
,则一切都很好(与上面相同)。但是,如果*pb
不是动态类型D
,则dynamic_cast
返回空指针值(nullptr
)。这样,没有不确定的行为,您可以检查pd
现在是否是nullptr
。由于dynamic_cast
的运行速度明显慢于static_cast
,因此,如果您真的知道转换将成功,则可以使用static_cast
代替(see the Qt example)。将数据复制或移动到新对象
现在,如果您想要一个指针
pd
,以使所有数据成员(“属性”)都与&b
的数据成员相同,该怎么办?您必须创建一个
D
类型的对象,然后将数据从&b
复制或移动到该新对象。这是Subaru Tashiro在方法2中提出的,例如:class D : public B
{
public:
// copy:
D(B const& b) : B(b) {} // if you cannot use B-copy-ctor than have to provide own definition
// move:
D(B&& b) : B(b) {} // same issue as above
};
B b;
B* pb = &b;
D d1(*pb); // this is how you can copy
D d2( std::move(*pb) ); // this is how you can move
D* pd = &d1; // or = &d2;
请注意,复制和移动行都创建了一个新的
D
类型的对象来存储复制/移动的数据。您无需同时提供复制和移动支持。还有其他可能性,例如包装
B
类型的对象,但是它们与您派生类的方法不同。一些说明为什么转换
pd = &b
不好的原因首先,Subaru Tashiro是正确的,因为在
D
子类中引入的数据成员是有问题的。如果D
类添加了任何数据成员,C ++ /编译器应如何知道应如何初始化它们?它不能仅仅让它们未初始化,因为这很容易出错(考虑类不变式)。内存问题。示例:想象一个
D
类型的对象在内存中看起来像这样:|DD[BBBB]DDDDDDDD|
^start of B sub-object
^start of D object
现在,当您执行
pd = static_cast<D*>(pb)
时,pb
中包含的地址将被解释为B子对象的开始,并减少2个字节以获得D对象的开始。由于仅为
b
对象分配了空间,因此只能保证可以从(char*)pb
到(char*)pb + sizeof(b)
访问内存(不考虑b
内部的对齐方式)。在(char*)pb
之前或(char*)pb + sizeof(b)
之后访问内存可能会导致错误,例如CPU抱怨您正在访问尚未映射到物理内存的虚拟内存。更有可能在(char*)pb
之前和(char*)pb + sizeof(b)
之后还有其他有意义的数据。通过写入在static_cast<D*>(pb)
类中引入的D
的任何数据成员,您可以破坏此其他数据(不确定其他数据成员)。通过
*pd
访问任何成员时,您可能会遇到对齐问题,例如如果您的编译器假定所有D类对象均以2字节为边界,而所有B类对象均以4字节为边界(有些毛病和病理性,但可能是问题)。如果
D
中有一个vtable,则不会通过指针转换对其进行初始化。因此,调用在static_cast<D*>(pb)
类中引入的D
的任何虚拟方法不是一个好主意。RTTI可能还会给您带来问题,因为可以通过将RTT信息与对象一起存储来实现它。 RTTI可以在异常和
dynamic_casts
中使用,因此受影响的不仅是typeid
。C ++标准说,这种转换导致不确定的行为。也就是说,即使您可以将
B
的*pd
子对象与某些没有问题的编译器/ C ++实现一起使用,也不能保证它可以与所有编译器/版本一起使用。以上几点是我想到的一些问题,但我绝不是专家。本质上,无法预测/无法保证执行此转换并使用结果B
的pd
子对象时会发生什么。最后说明:
static_cast
参考:5.2.9 / 2,最后2个句子我的回答与Subaru Tashiro的不同之处在于我会“谴责”第一种方法。您可以将其写下来,并且它是一个格式正确的程序(这意味着它应该编译),但是您无法预测会发生什么,并且它是一个hack(可能有用,但别处重复,风格不好,...)。 )。如果您真的想这样做,我建议您使用
reinterpret_cast
并对此进行大量注释,以表明您知道自己在做什么,这确实是个黑客。关于c++ - 将基类对象的所有属性分配给派生对象,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/15643540/