为什么在C ++中使用基类指针无法到达派生类的成员函数？ 它的设计思想是什么？

Question

我认为，使用基类指针可以达到派生类的内容。 也许我认为这就像火车一样，只要找到它的头，我就可以到达所有公共的地方。

但是，当我尝试执行此类操作时，出现一个错误，即基类无法找到派生类的成员函数。 尽管我使用基类指针变量来记录派生类的地址，但我认为它也可以达到训练头的派生类成员函数。 事实证明事实并非如此。 所以我想知道它的设计思想是什么。 为什么它的设计不像Python可以做到？ 这种设计思想的优点是什么？

错误提示为打击：

示意图：

演示代码：

#include <iostream>

using namespace std;


class B{
public:
    void helloB(){
        cout << "hello B" << endl;
    }
};


class C:public B{
public:
    void helloC(){
        cout << "hello C" << endl;
    }
};

class A{
public:
    B* t;
    void helloA(){
        t->helloC();
    }
};

int main(){
    A a;
    C c;
    a.t = &c;
    a.helloA();
}

Answer 1

为什么？

C ++是静态类型的语言。 也就是说，它在编译时而不是在运行时进行类型检查。

在编译时，编译器无法知道t （它知道具有B*类型）具有helloC方法。 该语言试图通过调用未定义的行为（如果该方法不存在）来阻止您脚下弹。

相反，Python是一种动态语言，没有静态类型检查。

在静态检查与动态检查之间存在权衡 。 动态检查更灵活，但通常意味着您无法捕获某些错误，除非您在运行时使用所有代码路径。 静态检查有助于及早发现错误，并允许进行更好的优化（例如，更快）的代码。 例如，当调用A::helloA ，如果B::helloC存在，则程序无需首先检查t是否具有helloC方法； 在编译时就已经证明了这一点。

C ++是静态类型的，因为它的目标受众是想要优化速度的开发人员。

在C ++中，您可以做什么呢？

为了在C ++中避免这种情况，您必须将接口推入基类并使其成为虚拟方法，或者执行向下转换以强制将指向基类的指针（或引用）视为对派生类的指针/引用。 。 在这种情况下，您可以使用static_cast ：

void helloA(){
    static_cast<C*>(t)->helloC();
}

它告诉编译器您绝对可以肯定 t实际上是C* 。 这将不会增加运行时开销，但是也不会增加运行时开销，也就意味着没有运行时检查t是否实际上是C* 。

向下转换的一种更通用的方法是使用dynamic_cast ：

void helloA(){
    C* c = dynamic_cast<C*>(t);
    if (c != null) {
      c->helloC();
    }
}

这将在运行时检查t是否实际上是C* 。 当然，运行时检查会产生运行时成本。

Answer 2

好的，编译器除了是类B的实例外，对有关对象一无所知。您可以从B派生一些其他类，并且它们将适合于类B可以适合的任何地方。 考虑一下：B类是更一般的东西（比方说是动物），而C类或从B派生的任何其他类是某种动物。 假设是狗或鸟。 假设所有动物都可以发出声音，但只有鸟类可以产卵。 现在您可以拥有一组动物，并告诉它们全部发出声音，但是您不能告诉所有它们都下蛋。 在此抽象级别上，编译器没有下蛋的想法。 在您的代码中，编译器无法确定您是在谈论类C的实例。

Answer 3

我的朋友，您需要阅读一些有关c ++继承的知识，或者至少要了解c ++和python之间的继承差异。

从您的示例中，您似乎在问狗说喵喵：D

Answer 4

C类是从B类继承而来的，因此不能从B类的对象调用C类的helloC方法。