C++ 中的动态 Cast

在 C++ 中，dynamic_cast 是一种常用的类型转换方式。它可以在运行时确定对象的类型，并将对象指针或引用转换为另一种类型的指针或引用。本文将介绍 dynamic_cast 的语法、用法和注意事项。

语法

dynamic_cast 的基本语法如下：

dynamic_cast<new_type>(expression)

其中的 expression 可以是一个指针或引用，表示需要转换类型的对象；new_type 则是需要转换的目标类型。

用法

dynamic_cast 的用途通常涉及多态和继承。在一个继承体系中，基类的指针或引用可以指向派生类的对象。为了通过基类的指针或引用来调用派生类特有的成员函数，就需要将基类的指针或引用转换为相应派生类的指针或引用。

假设有一个基类 Animal 和两个派生类 Cat 和 Dog，它们都有一个特有的成员函数。代码如下：

class Animal {
public:
    virtual void walk() { cout << "Animal is walking" << endl; }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void walk() override { cout << "Cat is walking with four legs" << endl; }
    void meow() { cout << "Meow!" << endl; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void walk() override { cout << "Dog is walking with four legs" << endl; }
    void bark() { cout << "Woof!" << endl; }
};

现在有一个基类指针指向一个 Cat 对象：

Animal* animal = new Cat();

如果要调用 Cat 的成员函数 meow，就需要将基类指针转换为 Cat 指针。这时可以使用 dynamic_cast：

Cat* cat = dynamic_cast<Cat*>(animal);
if (cat) {
    cat->meow();
} else {
    cout << "Conversion failed" << endl;
}

如果基类指针指向的是一个 Cat 对象，则转换成功，并调用 Cat 的 meow 函数；否则转换失败，输出 Conversion failed。

注意事项

1. dynamic_cast 只能用于具有虚函数的类，因为动态类型信息只在运行时可用。
2. dynamic_cast 返回的指针或引用，如果无法转换，则为 nullptr 或引用错误。
3. dynamic_cast 可以用于指针或引用类型的转换。指针转换失败时返回 nullptr，引用转换失败时会抛出异常。
4. 在多重继承中，dynamic_cast 可能会有二义性，需要通过指定基类或虚拟继承来消除二义性。
5. dynamic_cast 在性能上相对较慢，因为它需要查询运行时类型信息来进行转换。

小结

本文介绍了 dynamic_cast 的基本语法、用法和注意事项。dynamic_cast 是 C++ 中常用的类型转换方式，能够在多态和继承中派上用场。在实际应用中，需要根据实际情况来选择合适的类型转换方案。