Wann ist Downcasting in C sicher und wann führt es zu undefiniertem Verhalten?

Downcasting in C: Enthüllung des undefinierten Verhaltens

In der objektorientierten Programmierung ist Downcasting ein Prozess der Konvertierung eines Zeigers oder einer Referenz von a Basisklasse auf einen Zeiger oder eine Referenz einer abgeleiteten Klasse. In C kann dies mit dem Operator static_cast erreicht werden. Die Folgen eines unsachgemäßen Downcastings können jedoch verwirrend sein.

Bedenken Sie den folgenden Codeausschnitt:

class base {
public:
    base();
    virtual void func();
};

class derived : public base {
public:
    derived();
    void func();
    void func_d();
    int a;
};

int main() {
    base *b = new base();
    std::cout << sizeof(*b) << std::endl; // Prints 4

    derived *d = static_cast<derived*>(b);
    std::cout << sizeof(*d) << std::endl; // Prints 8

    d->func_d(); // Calls derived class function successfully
}

In diesem Beispiel wird ein Basiszeiger b mithilfe von static_cast in einen abgeleiteten Zeiger d umgewandelt. Überraschenderweise hat d Zugriff auf das gesamte abgeleitete Objekt, einschließlich der Memberfunktion func_d(). Dies wirft die Frage auf: Wie ist das möglich, wenn b nur auf ein Basisobjekt zeigt?

Die Antwort liegt im undefinierten Verhalten, das durch das falsche Downcasting eingeführt wird. Gemäß dem C-Standard führt die Verwendung von static_cast zum Umwandeln eines Zeigers auf einen Typ, den er eigentlich nicht hat, zu undefiniertem Verhalten. Das bedeutet, dass alles passieren kann, einschließlich der korrekten Ausführung der abgeleiteten Klassenfunktion.

Der richtige Ansatz für das Downcasting beinhaltet die Verwendung eines sicheren Cast-Operators wie „dynamic_cast“. Dieser Operator prüft, ob der Basiszeiger auf ein tatsächlich abgeleitetes Objekt zeigt und löst andernfalls eine Ausnahme aus, um die ordnungsgemäße Typsicherheit sicherzustellen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWann ist Downcasting in C sicher und wann führt es zu undefiniertem Verhalten?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!