為什么static_cast需要指針或引用？

Question

最近，我不得不使用static_cast將父類強制轉換為子類，因為我知道對象實例就是該子類。 我基於if條件知道這一點。

像這樣：

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

我的問題是：為什么static_cast總是需要指針？ 當我嘗試使用非指針變量時，這不起作用。 原始數據類型似乎是一個例外。

這是因為每個指針都可以轉換為void *嗎？ 那是static_cast的工作方式嗎？

編輯：我忘了提及它與引用一起使用。 因此，當前提出的問題是錯誤的。 將問題重新定義為“為什么static_cast為什么需要指針或引用？”

Answer 1

為什么static_cast總是需要指針？

運算符static_cast不需要指針，也不需要引用。

C ++標准n3337§5.2.9 / 4：

否則， 如果聲明T t(e) ，則可以使用static_cast<T>(e)形式的static_cast<T>(e)將表達式e顯式轉換為T類型。 對於某些發明的臨時變量t （8.5）， 其格式正確 。 這種顯式轉換的效果與執行聲明和初始化，然后將臨時變量用作轉換結果的效果相同。 當且僅當初始化將其用作glvalue時，才將表達式e用作glvalue。

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

當我嘗試使用非指針變量時，這不起作用。

例如？ 您如何嘗試的？ 如果你的意思是

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

然后這稱為切片 ，這意味着p將僅從c中獲取來自父類的數據（由於父子添加到派生的父數據中，父類的對象又如何接收子部分？）。

Answer 2

原因是：否，它可以是指針或引用。 這與以下問題有關：

 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，您不能在不冒切片風險的情況下，通過派生類對基類進行實例化。 但是引用/指針是另一回事。 在這種情況下，您只是在解釋如何解釋所指向的內存。 在這種情況下，靜態投射實際上不執行任何操作！ 由於C ++類的布局方式（有意地），從基類繼承的所有內容都具有從0偏移量到sizeof（Base）的相同內存布局。 只有在那之后，您才添加派生的東西。

Answer 3

為什么static_cast總是需要指針？

好吧，並非總是如此。 如您所指出的，以下是可能的：

int i = static_cast<int>(3.14);

static_cast也可以用於在引用之間進行轉換，就像使用指針一樣。

但是，您必須考慮以下因素：在兩種類型之間進行轉換時，您可能會丟失信息。 假設您有一個Animal類，另一個是Dog類，它恰好繼承自它。 這是什么意思？

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

您是用Dog創建Animal的，但是Dog的特定信息將被丟棄。 這稱為切片 。

指針之間的轉換通常只涉及重新解釋內存。 基礎對象保持不變。

Answer 4

本質上， static_cast<>總是創建帶有尖括號之間提供的類型的新內容。 考慮：

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

現在，以下代碼將無法編譯：

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

原因很簡單：此代碼嘗試創建derived新實例，並將base傳遞給其構造函數。 如果derived有該構造函數，它將進行編譯。 例如：

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

但是現在您有了一個臨時目錄，該臨時目錄將立即被刪除。

顯然，您不想在這里創建新的derived實例，但是要到達派生實例，您的基礎就是其中的一部分。 在執行轉換時，您需要創建對derived的引用或指針，而不是它的全新實例。 以下將起作用：

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

現在， dr和dp指向上面相同的d 。