C++中基类对象安全转换为派生类对象的方法
通常,为了实现多态性,我们将基类的指针或引用指向派生类对象。而当需要使用该派生类对象的特有方法时,可以通过将基类指针转换为派生类指针以达到目的。这样做总是合法的。也许在某些特殊情况下,需求刚好相反,我们需要将基类对象转换为派生类对象。没错,是对象对象,不是指针。先看一下我们的基类和子类的示例代码吧!
// // CBase.h // #ifndef __C_BASE_H #define __C_BASE_H using std::string; using std::cout; using std::endl; class CBase { protected : string _name; public : CBase(const string &name); virtual ~CBase(void); }; inline CBase::CBase(const string &name) : _name(name) { NULL; } inline CBase::~CBase(void) { NULL; } #endif // __C_BASE_H
好的,下面让我们来看一下如何转换:
// // main.c // #include <iostream> #include "CBase.h" #include "CDerived.h" int main(void) { CBase base("father"); CDerived derived("son"); // 错误的调用, 基类 CBase 没有方法 whoAmI // base.whoAmI(); // 调用派生类 CDerived 特有的方法 whoAmI derived.whoAmI(); // 错误的转换 // dynamic_cast<CDerived>(base)->whoAmI(); // 基类转换为派生类, 通过编译,正常运行. static_cast<CDerived>(base).whoAmI(); return 0; }
从上面的代码可以看到,方法 whoAmI 是派生类 CDerived 所特有的,基类对象无法调用它。而意图使用 dynamic_cast 动态地将基类对象 base 转换为派生类对象,会导致编译器报错,因为运行时,基类对象 base 在内存中不可能包含派生类的属性和方法。为什么使用 static_cast 静态地转换却可以呢?这条转换语句并不是在任何情况下都可以通过编译。事实上,运行时并没有发生过转换过程,我们只是做了一个小动作——以基类对象 base 为参照,另外构造了一个临时派生类对象。先回顾一下运行结果:
I am son !
CDerived::CDerived(const CBase &base);
I am father !
然后再回头看一下派生类 CDerived 的代码,运行时下面的复制构造函数被执行了:
CDerived(const CBase &base);
但与默认复制构造函数不同,它的参数为其基类对象的引用,这样我们构造出来的派生类对象在内存中,其基类部分就与 base 完全一样了。
inline CDerived::CDerived(const string &name) : CBase(name) { NULL; }
因此,我们可以得出一个结论,在使用 static_cast 进行转换时,编译器隐式地为我们调用了复制构造函数。但是有一点需要注意,由于调用的复制构造函数参数类型与自身类型不同, 故我们必须亲自编写这个复制构造函数,如果没有,编译器将因为找不到合适的构造函数而报错。