为什么static_cast需要指针或引用？

Question

最近，我不得不使用static_cast将父类强制转换为子类，因为我知道对象实例就是该子类。 我基于if条件知道这一点。

像这样：

parent* foo;
child* bar;
if(foo is instance of child class)
   bar = static_cast<child*>(foo)

我的问题是：为什么static_cast总是需要指针？ 当我尝试使用非指针变量时，这不起作用。 原始数据类型似乎是一个例外。

这是因为每个指针都可以转换为void *吗？ 那是static_cast的工作方式吗？

编辑：我忘了提及它与引用一起使用。 因此，当前提出的问题是错误的。 将问题重新定义为“为什么static_cast为什么需要指针或引用？”

Answer 1

为什么static_cast总是需要指针？

运算符static_cast不需要指针，也不需要引用。

C ++标准n3337§5.2.9 / 4：

否则， 如果声明T t(e) ，则可以使用static_cast<T>(e)形式的static_cast<T>(e)将表达式e显式转换为T类型。 对于某些发明的临时变量t （8.5）， 其格式正确 。 这种显式转换的效果与执行声明和初始化，然后将临时变量用作转换结果的效果相同。 当且仅当初始化将其用作glvalue时，才将表达式e用作glvalue。

parent* foo;
child* bar;
if(foo is instance of child class)
   bar = static_cast<child*>(foo)

当我尝试使用非指针变量时，这不起作用。

例如？ 您如何尝试的？ 如果你的意思是

child c;
parent p = static_cast<parent>( c);

然后这称为切片 ，这意味着p将仅从c中获取来自父类的数据（由于父子添加到派生的父数据中，父类的对象又如何接收子部分？）。

Answer 2

原因是：否，它可以是指针或引用。 这与以下问题有关：

 struct Base
 {

 };


 struct Derived : public Base
 {
   int A;
 };

 //sizeof(Base)==0
 //sizeof(Derived)==4
 Base B;
 Derived X;
 X.A = 10;
 B=X;//what happens to Derived::A? There is no space to put it. This is called slicing.

基本上，您不能在不冒切片风险的情况下，通过派生类对基类进行实例化。 但是引用/指针是另一回事。 在这种情况下，您只是在解释如何解释所指向的内存。 在这种情况下，静态投射实际上不执行任何操作！ 由于C ++类的布局方式（有意地），从基类继承的所有内容都具有从0偏移量到sizeof（Base）的相同内存布局。 只有在那之后，您才添加派生的东西。

Answer 3

为什么static_cast总是需要指针？

好吧，并非总是如此。 如您所指出的，以下是可能的：

int i = static_cast<int>(3.14);

static_cast也可以用于在引用之间进行转换，就像使用指针一样。

但是，您必须考虑以下因素：在两种类型之间进行转换时，您可能会丢失信息。 假设您有一个Animal类，另一个是Dog类，它恰好继承自它。 这是什么意思？

Dog d;
Animal a = static_cast<Animal>(d);

您是用Dog创建Animal的，但是Dog的特定信息将被丢弃。 这称为切片 。

指针之间的转换通常只涉及重新解释内存。 基础对象保持不变。

Answer 4

本质上， static_cast<>总是创建带有尖括号之间提供的类型的新内容。 考虑：

class base { int x; };
class derived: public base { int y; };

现在，以下代码将无法编译：

base *b;
derived *d = &static_cast<derived>(*b);   // wrong

原因很简单：此代码尝试创建derived新实例，并将base传递给其构造函数。 如果derived有该构造函数，它将进行编译。 例如：

class derived: public base
{
  int y;
  derived(const base &){}
};

但是现在您有了一个临时目录，该临时目录将立即被删除。

显然，您不想在这里创建新的derived实例，但是要到达派生实例，您的基础就是其中的一部分。 在执行转换时，您需要创建对derived的引用或指针，而不是它的全新实例。 以下将起作用：

derived d;
base *bp = &d;
base &br =  d;
derived &dr = static_cast<derived &>(br);
derived *dp = static_cast<derived *>(bp);

现在， dr和dp指向上面相同的d 。