dynamic_cast 转换

表达式

概述
值类别（左值 lvalue、右值 rvalue、亡值 xvalue）
求值顺序（序列点）
常量表达式
潜在求值表达式
初等表达式
lambda 表达式(C++11)
字面量
整数字面量
浮点字面量
布尔字面量
字符字面量，包含转义序列
字符串字面量
空指针字面量(C++11)
用户定义字面量(C++11)
运算符
赋值运算符： `a=b`，`a+=b`，`a-=b`，`a*=b`，`a/=b`，`a%=b`，`a&=b`，`a\|=b`，`a^=b`，`a<<=b`，`a>>=b`
自增与自减：`++a`，`--a`，`a++`，`a--`
算术运算符： `+a`，`-a`，`a+b`，`a-b`，`a*b`，`a/b`，`a%b`，`~a`，`a&b`，`a\|b`，`a^b`，`a<<b`，`a>>b`
逻辑运算符：`a\|\|b`，`a&&b`，`!a`
比较运算符：`a==b`，`a!=b`，`a<b`，`a>b`，`a<=b`，`a>=b`，`a<=>b`(C++20)
成员访问运算符：`a[b]`，`a`，`&a`，`a->b`，`a.b`，`a->b`，`a.*b`
其他运算符：`a(...)`，`a,b`，`a?b:c`
new 表达式
delete 表达式
throw 表达式
alignof
sizeof
sizeof...(C++11)
typeid
noexcept(C++11)
折叠表达式(C++17)
运算符的代用表示
优先级和结合性
运算符重载
默认比较(C++20)
类型转换
隐式转换
一般算术转换
const_cast
static_cast
reinterpret_cast
dynamic_cast
显式转换 `(T)a`, `T(a)`
用户定义转换

沿继承层级向上、向下及侧向，安全地转换到其他类的指针和引用。

语法


`dynamic_cast<` 新类型 `>(` 表达式 `)`

新类型	-	指向完整类类型的指针，到完整类类型的引用，或指向（可有 cv 限定的）void 的指针
表达式	-	如果新类型是引用，那么是完整类类型的左值 (C++11 前)泛左值 (C++11 起)表达式，如果新类型是指针，那么是指向完整类类型的指针纯右值。

如果转型成功，那么 dynamic_cast 就会返回新类型类型的值。如果转型失败且新类型是指针类型，那么它会返回该类型的空指针。如果转型失败且新类型是引用类型，那么它会抛出与类型 std::bad_cast 的处理块匹配的异常。

解释

为描述方便起见，“表达式或结果为到 T 的引用”表示“它是 T 类型的泛左值”，这遵循 decltype 的约定。

只有下列转换在不去除常量性或易变性的场合才能用 dynamic_cast 进行。

1) 如果表达式的类型刚好是新类型或新类型的更少 cv 限定版本，那么结果是表达式具有新类型类型的值。（换言之，dynamic_cast 可以用来添加常量性。隐式转换和 static_cast 也能进行此转换。）

2) 如果表达式的值是空指针值，那么结果是新类型类型的空指针值。

3) 如果新类型是到 Base 的指针或引用，且表达式的类型是到 Derived 的指针或引用，其中 Base 是 Derived 的唯一可访问基类，那么结果是到表达式所标识的对象中 Base 类子对象的指针或引用。（注意：隐式转换和 static_cast 也能进行此转换。）

4) 如果表达式是指向多态类型的指针，且新类型是到 void 的指针，那么结果是指向表达式所指向或引用的最终派生对象的指针。

5) 如果表达式是到多态类型 Base 的指针或引用，且新类型是到 Derived 类型的指针或引用，那么会进行运行时检查：

a) 检验表达式所指向/标识的最终派生对象。如果在该对象中表达式指向/指代 Derived 的公开基类，且只有一个 Derived 类型对象从表达式所指向/标识的子对象派生，那么转型结果会指向/指代该 Derived 对象。（“向下转型（downcast）”）

b) 否则，如果表达式指向/指代最终派生对象的公开基类，而同时最终派生对象拥有 Derived 类型的无歧义公开基类，那么转型结果会指向/指代该 Derived。（“侧向转型（sidecast）”）

c) 否则，运行时检查失败。如果 dynamic_cast 用于指针，那么就会返回新类型类型的空指针值。如果它用于引用，那么就会抛出 std::bad_cast 异常。

6) 当在构造函数或析构函数中（直接或间接地）使用 dynamic_cast，且表达式指代正在构造/销毁的对象时，该对象被认为是最终派生对象。如果新类型不是到构造函数/析构函数自身的类或它的其中一个基类的指针或引用，那么行为未定义。

与其他转型表达式相似：

如果新类型是引用类型，那么它的结果是左值如果新类型是指针类型，那么它的结果是右值	(C++11 前)
如果新类型是左值引用类型（表达式必然是左值），那么它的结果是左值如果新类型是右值引用类型（表达式是完整类类型，可以是左值或右值 (C++17 前)必然是泛左值（纯右值被实质化） (C++17 起)），那么它的结果是亡值如果新类型是指针类型，那么它的结果是纯右值	(C++11 起)

注解

static_cast 也能用来进行向下转型，它不会有运行时检查的开销，但只有在程序（通过某些其他逻辑）能够保证表达式所指向的对象肯定是 Derived 时才是安全的。
某些形式的 dynamic_cast 依赖于运行时类型鉴别（RTTI），即编译的程序中关于每个多态类的信息。编译器通常有选项禁用此信息。

关键词

dynamic_cast

示例

运行此代码

#include <iostream>
 
struct V
{
    virtual void f() {} // 必须为多态以使用运行时检查的 dynamic_cast
};
 
struct A : virtual V {};
 
struct B : virtual V
{
    B(V* v, A* a)
    {
        // 构造中转型（见后述 D 的构造函数中的调用）
        dynamic_cast<B*>(v); // 良好定义：v 有类型 V*，V 是 B 的基类，产生 B*
        dynamic_cast<B*>(a); // 未定义行为：a 有类型 A*，A 不是 B 的基类
    }
};
 
struct D : A, B
{
    D() : B(static_cast<A*>(this), this) {}
};
 
struct Base
{
    virtual ~Base() {}
};
 
struct Derived: Base
{
    virtual void name() {}
};
 
int main()
{
    D d; // 最终派生对象
    A& a = d; // 向上转型，可以用 dynamic_cast，但不是必须的
 
    [[maybe_unused]]
    D& new_d = dynamic_cast<D&>(a); // 向下转型
    [[maybe_unused]]
    B& new_b = dynamic_cast<B&>(a); // 侧向转型
 
    Base* b1 = new Base;
    if (Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b1); d != nullptr)
    {
        std::cout << "成功从 b1 向下转型到 d\n";
        d->name(); // 可以安全调用
    }
 
    Base* b2 = new Derived;
    if (Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b2); d != nullptr)
    {
        std::cout << "成功从 b2 向下转型到 d\n";
        d->name(); // 可以安全调用
    }
 
    delete b1;
    delete b2;
}

输出：

成功从 b2 向下转型到 d

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
CWG 1269	C++11	在新类型是右值引用类型时不会为亡值表达式进行运行时检查	此时会进行运行时检查

编译器支持
自立实现与有宿主实现
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