为什么从类到子类的动态转换要求类是多态的？

Question

据我了解，动态转换与静态转换的不同之处在于它对 RTTI 的使用，而且如果变量的动态类型（从基类转换为派生类时）不适合，则动态转换会失败。但是，如果我们无论如何都有 RTTI，为什么类必须是多态的才能完成呢？

编辑：由于对“多态”一词的使用存在一些困惑，这里是 cplusplus.com 中的条目促使我提出这个问题：

dynamic_cast 只能与对象的指针和引用一起使用。其目的是确保类型转换的结果是所请求类的有效完整对象。

因此，当我们将一个类强制转换为其基类之一时，dynamic_cast 总是成功的

classes: class CBase { };
class CDerived: public CBase { };

CBase b; CBase* pb; CDerived d;
CDerived* pd;

pb = dynamic_cast<CBase*>(&d);     //ok: derived-to-base 
pd = dynamic_cast<CDerived*>(&b);  //wrong: base-to-derived 

这段代码中的第二次转换将产生编译错误，因为除非基类是多态的，否则 Dynamic_cast 不允许进行基到派生的转换。

这段代码中的第二次转换将产生编译错误，因为除非基类是多态的， cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/" rel="nofollow noreferrer">http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/

Answer 1

RTTI 信息仅适用于具有虚拟成员的班级。 （假设的实现是 vtable 包含dynamic_cast 工作所需的内容；您可以制定其他方案，但所有方案都需要对象中的类型标识符，所以为什么不使用 vptr？）

Answer 2

涉及运行时类型识别。 dynamic_cast 必须在运行时检查向下转换的有效性（如果转换为不合适的类型，则返回 NULL 指针/抛出异常）。

该标准规定，对于多态类型，typeid 指的是对象的动态类型（最派生的），对于其他类型，它指的是对象的静态类型。

我认为，如果相关类型不提供任何动态类型信息，dynamic_cast 无法确定向下转换的有效性。对于非多态 Base，Base* 就是这样，它没有可以在运行时检查的动态最派生类型。

另一方面，向上转换的有效性可以在编译时静态确定。

Answer 3

如果没有继承关系，你可以使用什么样的指针？可以在指向不同类型的对象的指针之间执行的唯一合法且合理的转换（忽略 const 转换）位于同一继承层次结构中。

编辑：引用 D&E 书中关于 dynamic_cast 的 BS，第 14.2.2.2 节：

此外，还有一个带有虚拟的类
函数通常被称为
多态类和多态
类是唯一可以
通过基类安全地操作
...从编程的角度来看，
因此似乎很自然地提供
RTTI 仅适用于多态类型。

我的强调。

Answer 4

class Base
{
public:
    virtual ~Base()
    {
        std::cout << "Base" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    ~Derived() 
    {
        std::cout << "Derived" << std::endl;
    }
};

int main()
{

    Base b; Base* pb; Derived d; 
    Derived* pd;
    Derived* thisWillBeNull = 0;
    Base *pBase = new Derived();

    pb = dynamic_cast<Base*>(&d);     //ok: derived-to-base  
    thisWillBeNull = dynamic_cast<Derived*>(&b);  //null 

    pd = dynamic_cast<Derived*>(pDerived);  

delete pDerived;

return 0;

}

基类至少必须有一个虚拟析构函数。未声明虚拟析构函数
可能会引入内存泄漏，因为派生析构函数不会被调用。

thisWillBeNull = dynamic_cast<Derived*>(&b);  

如果RTTI打开，这行代码将产生空指针。如果未启用 RTTI，则该行会导致运行时错误。