C++ 类型转换损坏的结构

Question

我有两个结构:

typedef struct foo
{} foo_t;

typedef struct bar : foo_t
{
    int value;
} bar_t;

嗯，永远不应该创建 foo，它就像一个抽象类(我没有在我的代码中创建任何类)。我还有一个返回 bar 的方法，但将其作为 foo 返回:

foo_t giveMeMyBar()
{
    bar_t ret;
    ret.value = 5;
    return ret;
}

然后我调用该方法并尝试将其转换为派生结构:

foo_t f = giveMeMyBar();
bar_t b = ((bar_t *) (&f));

'b' 的值成员是完全错误的(一个非常大的负数)。我确定我是错误的(或做错了什么)，但我来自 Java，那里的转换真的很容易。

Answer 1

通过按值返回 foo_t，您只返回对象的 foo_t 部分，类型为 foo_t - 这有时被称为 < em>切片。

由于没有 bar_t 对象，转换无效，使用结果指针会产生未定义的行为。

要保留多态性，您必须返回一个指向在函数返回后仍然存在的对象的指针或引用——也就是说，而不是指向局部变量。首先，基类需要一个虚析构函数，因此可以使用指向基类的指针安全地管理派生类:

// I'll get rid of the weird C-style typedef for readability
struct foo {
    virtual ~foo() = default;
};    

现在您可以分配一个派生类型的对象，并返回一个指向基类型的智能指针:

std::unique_ptr<foo> giveMeMyBar() {
    auto ret = std::make_unique<bar>();
    ret->value = 5;
    return ret;
}

现在您可以安全地转换类型了:

auto foo = giveMeMyBar();
bar * ptr = dynamic_cast<bar*>(foo.get()); // pointer to returned object
bar & ref = dynamic_cast<bar&>(*foo);      // reference to returned object
bar copy  = dynamic_cast<bar&>(*foo);      // copy of returned object

如果类型错误，指针转换将产生空指针，而引用转换将抛出异常。

还有其他不太安全的转换。您使用的 C 风格转换是核选项，强制编译器以任何可能的方式接受转换。这通常会导致未定义的行为，因此只有在您完全确定这就是您想要的时才使用它。

I came from java

然后你将不得不忘记你所学的东西。 C++ 具有非常不同的对象模型。

casting is really easy there

但要付出代价:所有 Java 对象都是多态的，并且通过托管引用间接访问。 C++ 允许您选择更高效但有时不太方便的值类型。