c++ - 静态断言基指针 "equals"是派生指针

Question

假设我有一个具有公共(public)基类的多态层次结构:

struct Base { ~virtual Base() = default; };

我继承了一个大型代码库，其中包含一长串访问器函数(每个派生类型一个)，这些函数通过 reinterpret_cast 获取派生指针:

Derived * Get()       // Derived inherits from Base
{
    Base * b = lookup_derived();
    return reinterpret_cast<Derived *>(b);
}

显然，代码应该使用 static_cast 或 dynamic_cast(取决于基础是否是虚拟的)。但是，由于这个翻译单元很大，而且所有派生类的定义加起来也很大，所以 TU 中没有包含 Derived 的定义，只有它的声明。

我想通过向每个派生类定义添加一个静态断言来使此代码更加健壮，该断言表明此重新解释转换将产生正确的结果。本质上，我想要这样的东西:

struct Derived : Base
{
    static_assert(static_cast<Derived *>(std::declval<Base *>()) ==
                  reinterpret_cast<Derived *>(std::declval<Base *>()));

    // ...
};

这种构造当然不起作用，因为不能对 declval 求值，并且重新解释转换的结果不是常量表达式。是否有任何标准的 C++ 机制来静态执行此类测试？ (另一种方法是在类构造函数中对 this 进行运行时检查。)

编辑:根据 Aaron 的帖子，我突然想到这个问题可以完全不用 reinterpret_casts 来表达:

static_cast<void *>(std::declval<Derived *>()) ==
static_cast<void *>(static_cast<Base *>(std::declval<Derived *>()))

Answer 1

我不确定这是否适合您的设置，但是 this code on ideone对我有用(clang 3.5.0 和 g++ 4.9.3)。

已更新为朝另一个方向转换，即Derived* -到- Base* , 以更紧密地匹配问题。并更新为使用 static_cast<void*>显式地代替 C 风格的转换和 reinterpret_cast .

template<typename D, typename B>
struct CheckCasting { 
    static D d_static;

    constexpr
    static B* bp = &d_static; // the original object is D,
                              // that allows us to static_cast both ways

    static
    constexpr bool static_equals_reinterpret() { 
        return static_cast<void*>(static_cast<D*>(bp)) 
            == static_cast<void*>(                bp );
    } 
};

struct Base { 
    constexpr Base() : i(0) {}
    int i;
};

struct derived_with_virtual : public Base { 
    derived_with_virtual() {}
    virtual void foo() { } 
};
struct without_virtual : public Base { 
    without_virtual() {}
};

static_assert( ! CheckCasting<derived_with_virtual, Base> :: static_equals_reinterpret()   ,"");
static_assert(   CheckCasting<without_virtual     , Base> :: static_equals_reinterpret()   ,"");

一些评论:

• 我尝试将类型转换替换为 void*使用 reinterpret_cast，但 clang 不喜欢那样。 “注意:常量表达式中不允许使用 reinterpret_cast”。
• 我尝试移动 static_assert在派生类中没有成功。
• 这需要为每个派生类静态分配一个对象。