C++中基类对象安全转换为派生类对象的方法

时间：2011-05-23 来源：单鱼游弋

通常，为了实现多态性，我们将基类的指针或引用指向派生类对象。而当需要使用该派生类对象的特有方法时，可以通过将基类指针转换为派生类指针以达到目的。这样做总是合法的。也许在某些特殊情况下，需求刚好相反，我们需要将基类对象转换为派生类对象。没错，是对象对象，不是指针。先看一下我们的基类和子类的示例代码吧！

//
// CBase.h
// 

#ifndef __C_BASE_H
#define __C_BASE_H


using std::string;
using std::cout;
using std::endl;

class CBase
{
protected :
        string _name;

public :
        CBase(const string &name);
        virtual ~CBase(void);
};


inline CBase::CBase(const string &name) 
        : _name(name)
{ NULL; }

        
inline CBase::~CBase(void)
{ NULL; }


#endif // __C_BASE_H

好的，下面让我们来看一下如何转换：

//
// main.c
//

#include <iostream>
#include "CBase.h"
#include "CDerived.h"

int main(void)
{
        CBase base("father");
        CDerived derived("son");
        
        // 错误的调用, 基类 CBase 没有方法 whoAmI
        // base.whoAmI();
         
        // 调用派生类 CDerived 特有的方法 whoAmI
        derived.whoAmI();
        
        // 错误的转换 
        // dynamic_cast<CDerived>(base)->whoAmI();
        
        // 基类转换为派生类, 通过编译，正常运行. 
        static_cast<CDerived>(base).whoAmI();
         
        return 0;
}

从上面的代码可以看到，方法 whoAmI 是派生类 CDerived 所特有的，基类对象无法调用它。而意图使用 dynamic_cast 动态地将基类对象 base 转换为派生类对象，会导致编译器报错，因为运行时，基类对象 base 在内存中不可能包含派生类的属性和方法。为什么使用 static_cast 静态地转换却可以呢？这条转换语句并不是在任何情况下都可以通过编译。事实上，运行时并没有发生过转换过程，我们只是做了一个小动作——以基类对象 base 为参照，另外构造了一个临时派生类对象。先回顾一下运行结果：

I am son !
CDerived::CDerived(const CBase &base);
I am father !

然后再回头看一下派生类 CDerived 的代码，运行时下面的复制构造函数被执行了：

CDerived(const CBase &base);

但与默认复制构造函数不同，它的参数为其基类对象的引用，这样我们构造出来的派生类对象在内存中，其基类部分就与 base 完全一样了。

inline CDerived::CDerived(const string &name) 
        : CBase(name)
{ NULL; }

因此，我们可以得出一个结论，在使用 static_cast 进行转换时，编译器隐式地为我们调用了复制构造函数。但是有一点需要注意，由于调用的复制构造函数参数类型与自身类型不同，故我们必须亲自编写这个复制构造函数，如果没有，编译器将因为找不到合适的构造函数而报错。