c++ 有趣的动态转换

Z时代
2024-01-10
分类：IT

缘起

最近，在项目代码中看到一个非常神奇的类型转换—— 类型A 的指针居然能动态转换成另外一个完全没有任何关系的类指针。这…… 完全颠覆了我的认知。

为了进一步了解这个神奇的操作，我特意模拟了项目代码中的情形，一起来看看吧。

代码简介

BaseA 和 BaseB 是两个基类，NewA 继承自 BaseA，NewB 继承自 BaseB。TestB() 会在堆上 new 一个 NewB 的对象，但是会强制转换成 BaseA 类型的指针并返回（这个操作太逆天，大家一定不要在项目代码中这么玩儿）。main() 函数中模拟使用和释放。背景介绍完毕，看代码。

测试代码 1


#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
class BaseA
{
public:
 virtual void AA() = 0;
 virtual ~BaseA() {};
};
class NewA : public BaseA
{
public:
 ~NewA() { printf(__FUNCTION__ "\n"); }
 virtual void AA() override { printf(__FUNCTION__ "\n"); }
};
class BaseB
{
public:
 virtual void BB() = 0;
 virtual ~BaseB() {};
};
class NewB : public BaseB
{
public:
 virtual ~NewB() { printf(__FUNCTION__ "\n"); }
 virtual void BB() override { printf(__FUNCTION__ "\n"); }
};
BaseA* TestB()
{
 NewB *pNewB = new NewB();
 return (BaseA*)pNewB;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 BaseA* pBaseA = TestB();
 BaseB *pBaseB = (BaseB *)pBaseA;
 delete(pBaseA);
 system("pause");
 return 0;
}

上面的代码有什么问题吗？运行结果是：一切正常。

but……

测试代码 2

相对于测试代码1，测试代码2 中调用了虚函数，只改变了 main 中的调用部分。


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 BaseA* pBaseA = TestB();
 BaseB *pBaseB = (BaseB *)pBaseA;
 // added part: call virtual functions
 pBaseA->AA();
 pBaseB->BB();
 delete(pBaseA);
 system("pause");
 return 0;
}

上面的代码会输出什么呢?

pBaseA->AA() 的输出结果是 NewB::BB。有些“意外”，但是却在情理之中。下一篇会比较详细的剖析虚函数调用机制，知道运作及之后，再回过头来看这个问题就很容易理解了！

测试代码 3

相对于测试代码2，测试代码 3 只为 BaseB 增加了一个名为 PerfectFunctionName() 的接口，并在子类NewB 中实现了这个接口。其它部分不变。这里只列出变化的部分。


#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
class BaseB
{
public:
 virtual void BB() = 0;
 virtual void PerfectFunctionName() = 0; // Added part
 virtual ~BaseB() {};
};
class NewB : public BaseB
{
public:
 virtual ~NewB() { printf(__FUNCTION__ "\n"); }
 virtual void BB() override { printf(__FUNCTION__ "\n"); }
 virtual void PerfectFunctionName() override { printf(__FUNCTION__ "\n"); } // Added part
};