Dynamic_cast 到相同类型不检查对象的类型

Question

我试图确定 T* 指针指向的对象是否真正是 T 对象，还是其他一些不相关的类型。我尝试了dynamic_cast，但是它并没有什么用，它返回指针本身而不是null，即使很明显它没有指向有效的T对象：

Object* garbage = reinterpret_cast<Object*>(0x12345678);
if( dynamic_cast<Object*>(garbage) == NULL ){
    cout << "Expected behaviour (by me)" << endl;
}else{
    cout << "You've got to be kidding me" << endl;
}

是否有任何解决方法，或者其他解决方案？我尝试在dynamic_cast之前强制转换为void*和char*，但没有效果，typeid也不够，因为我也想接受子类。

一些上下文：我正在编写一个自定义数组类，实现不同类型数组之间的浅层转换，例如 Array

#define DEBUG
Array<String*> v(10);
Array<Object*> o = v;
o[0] = new Integer(1);      //  this is technically illegal but no idea how to check
//Array<String*> w = o;     //  this fails with an exception
String* str = v[0];         //  but this should fail horribly as well
cout << str << endl;

转换为 Object*，然后对 Object* 进行类型检查在很多情况下都有效，但在这种情况下会失败的Array，尽管我不确定是否可以在不使用reinterpret_cast的情况下将非对象插入到Array中。

Answer 1

根据您的示例，听起来您有浅复制数组，有人可能会欺骗其中包含与应包含的类型不同的类型。我认为这个问题的“正常”解决方案是让用户很难做到这一点（即不提供 Array和 Array 之间的转换） >）。但是，如果您坚定自己的想法，我认为这会起作用：

template<typename Subclass>
class Array {
public:
    // ...
    Subclass *operator [] (size_t index) {
        assert( index < size_ );
        assert( dynamic_cast<Subclass*>(static_cast<Object*>(internal_[index])) != NULL );
        // ...
    }
    // ...
private:
    size_t size_;
    Subclass **internal_;
};

您可以执行一些模板元魔法和静态断言，以确保 Subclass 确实是 Object< 的子类/code> （具体如何是一个完全不同的主题）。一旦解决了这个问题，向下转换为 Object*，然后使用dynamic_cast 返回到 Subclass 应该可以实现您的目标。

Answer 2

让我看看我是否满足您的需求，并提出一些建议...

Array<String*> v(10);

似乎这是为了给您一个包含 10 个 String* 并初始化为 NULL/0 的数组。

Array<Object*> o = v;

创建一个由 v.size() / 10 个 Object* 组成的数组，每个都从 v 中的 String*s 复制而来代码>.

o[0] = new Integer(1); //  technically illegal but no idea how to check

如果这是非法的，那么您显然希望防止覆盖 Object* ，从而更改运行时类型...

• 您需要拦截 operator= 来实现 拦截 operator=之前/之后的类型比较
• ，需要 o[0] 返回一个可以指定 operator= 的类型
  • 让 o[0] 返回一个 Object* 永远不会起作用，因为指针不是用户定义的类：您无法修改 operator= 行为< /里>
  • 你必须让 o[0] 返回一个代理对象 - 这里几乎是一个迭代器，尽管语义和赋值类型断言与标准容器迭代器不同

这给我们带来了：

Array<String*> w = o;     //  this fails with an exception

我认为这只是失败，因为你的 o[0] = new Integer() 上面首先并没有失败，例外是您故意测试元素类型是否满足预期：如果您使用所讨论的代理对象来阻止 Integer 进入 Array

String* str = v[0];     //  should fail horribly as well

同样，我猜测这应该会失败，因为您之前的 Integer 分配没有失败，并且这里没有新问题。

cout << str << endl;

所以，代理对象似乎很关键。如果您不知道如何写，请告诉我，但我猜您知道......

Answer 3

来自和到相同类型的 dynamic_cast 在 C++ 中被定义为无操作，因此它不会在您的示例中“失败”。您可以改用 typeid 运算符。

例如，这个程序很可能崩溃（这是从随机地址的对象获取类型信息的“预期”结果）：

int main()
{
    Object* garbage = reinterpret_cast<Object*>(0x12345678);
    if (typeid(*garbage) == typeid(Object))
        cout << "Your program thinks this garbage is an actual object!" << std::endl;
}

Answer 4

只需引入一个带有虚拟析构函数的公共基类即可。通过空基优化，这可能不会增加任何开销，并且会使 dynamic_cast 正常工作。