C でのダウンキャストが安全なのはどのような場合でしょうか?また、それが未定義の動作につながるのはどのような場合ですか?

C でのダウンキャスト : 未定義の動作を明らかにする

オブジェクト指向プログラミングでは、ダウンキャストは、オブジェクトのポインターまたは参照を変換するプロセスです。派生クラスのポインターまたは参照への基本クラス。 C では、これは static_cast 演算子を使用して実現できます。ただし、不適切なダウンキャストの結果は複雑になる可能性があります。

次のコード スニペットを考えてみましょう:

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 (b);
    std::cout func_d(); // Calls derived class function successfully
}

この例では、static_cast を使用してベース ポインター b が派生ポインター d にキャストされます。驚くべきことに、d はメンバー関数 func_d() を含む派生オブジェクト全体にアクセスできます。ここで疑問が生じます: b が基本オブジェクトのみを指している場合、どのようにしてこれが可能ですか?

その答えは、不適切なダウンキャストによって導入された未定義の動作にあります。 C 標準によれば、static_cast を使用して、実際には存在しない型にポインタをキャストすると、未定義の動作が発生します。これは、派生クラス関数の正しい実行を含め、あらゆることが起こり得ることを意味します。

ダウンキャストへの正しいアプローチには、dynamic_cast のような安全なキャスト演算子を使用することが含まれます。この演算子は、ベース ポインターが実際の派生オブジェクトを指しているかどうかを確認し、指していない場合は例外をスローして、適切な型安全性を確保します。

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