C 的「dynamic_cast」與運行時類型識別的假設 C 實作有何不同？

使用 C 中的dynamic_cast 理解運行時類型識別

C 中的dynamic_cast 運算符是用於安全運行時類型識別和縮小範圍的強大工具。讓我們深入研究它的功能，並將其與假設的 C 實現進行比較，以闡明其目的。

static_cast 與dynamic_cast

• static_cast(ptr): 假設目標類型和來源類型相關，則執行編譯時轉換。如果不是，則會產生編譯器錯誤。
• dynamic_cast(ptr): 執行執行時間轉換，判斷 ptr 指向的物件是否屬於目標類型。此轉換通常與多型類別一起使用，或在編譯時未知確切類型時使用。

基本範例

考慮以下 C 程式碼片段：

struct A {
    virtual void f() { }
};
struct B : public A { };
struct C { };

void f() {
    A a;
    B b;

    A* ap = &b;
    B* b1 = dynamic_cast<B*>(&amp;a);  // NULL, because 'a' is not a 'B'
    B* b2 = dynamic_cast<B*>(ap);  // 'b'
    C* c = dynamic_cast<C*>(ap);   // NULL.
}

在這個範例中，dynamic_cast 用來執行執行時間型別辨識與轉換。當應用於指向基底類別物件 (ap) 的指標時，它會傳回指向衍生類別物件 (B) 的指針，如果指向的物件不是目標類型 (C)，則傳回 NULL。

dynamic_cast 的 C 等效項

C 不提供與dynamic_cast 等效的內建函數。但是，可以使用運行時類型資訊 (RTTI) 結合虛擬函數表 (vtable) 方法來實現類似的功能。

struct A {
    int type_id;  // Placeholder for RTTI
};

struct B : public A {
    void f() { printf("B::f\n"); }
};

struct C : public A {
    void f() { printf("C::f\n"); }
};

void* dynamic_cast_c(void* pointer, int target_type_id) {
    A* base = (A*)pointer;
    if (base->type_id == target_type_id) {
        return (void*)pointer;
    } else {
        return NULL;
    }
}

int main() {
    A a;
    B b;

    A* ap = &b;
    B* b1 = (B*)dynamic_cast_c(ap, sizeof(B));  // Returns &b
    C* c1 = (C*)dynamic_cast_c(ap, sizeof(C));  // Returns NULL
    return 0;
}

在此 C 範例中，基類 A 的 type_id 成員充當作為 RTTI 的替代品，vtable 定義了類型特定的函數（例如，f()）。 Dynamic_cast_c 透過比較 type_id 來檢查指標是否與目標類型匹配，如果匹配則傳回該指標。否則，它會傳回 NULL。

但是，C 實作不如 C 中的dynamic_cast 靈活，後者允許涉及繼承關係和多態行為的更複雜的類型檢查和轉換場景。

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