c++ - 为什么将好奇模板模式的基类直接转换为另一个基类会出错？

Question

我正在学习好奇的模板模式(crpt 模式)。我想用 crtp 模式减少类中的重复代码。下面例子的要点是

1. C 类是容器类 Container<(int)> 和 Container<(double)> 的维护者

2. C 类提供了一种访问上述容器的方法。

3. 访问容器的功能是使用 crtp 模式实现的，如 GET_CONTAINRE_CRTP<(C)>。

以下代码运行良好。但是如果我改变它就不起作用GET_CONTAINRE_CRTP::container_pair() 中案例 2 到案例 1 的代码；对我来说，案例 1 和案例 2 的代码是等价的。

为什么案例 1 的代码无法将 crtp 的基类转换为另一个基类？并且，我想弄清楚案例 2 的代码在 c++ 规则中是否有效，它提供了一种访问另一个基类的方法。

非常感谢。

代码:

template <typename T>
class Container : public std::vector<T> {};

template <typename Derived>
class GET_CONTAINRE_CRTP {
public:

    template <typename T>
    auto& container_pair(void) {

        // case 1: error at compiling
        // return static_cast<typename Derived::template ContianerChoice<T>&>(*this);

        // case 2: works well
        Derived* host = static_cast<Derived*>(this);
        return static_cast<typename Derived::template ContianerChoice<T>&>(*host);
    }
};

class C : private Container<int>, private Container<double>, public GET_CONTAINRE_CRTP<C> {
public:

    template <typename T>
    using ContianerChoice = Container<T>;

    C(void) {
        this->Container<int>::push_back(1);
        this->Container<double>::push_back(3);
    }

    friend class GET_CONTAINRE_CRTP<C>;

};


void test_get_container_by_crtp(void) {

    C c{};

    auto& container_int = c.container_pair<int>();
    std::cout << "value of contianer int at index 0 = " << container_int[0] << "." << std::endl;

    auto& container_double = c.container_pair<double>();
    std::cout << "value of contianer double at index 0 = " << container_double[0] << "." << std::endl;

}

上面test_get_container_by_crtp()的执行结果:

value of contianer int at index 0 = 1.
value of contianer double at index 0 = 3.

Answer 1

为了提炼您的问题，您实际上是在问为什么以下内容不起作用:

struct base_a {};
struct base_b {};
struct derived : base_a, base_b {};

derived d;
base_a& a = d;
base_b& b = static_cast<base_b&>(a); // error: cannot cast from `base_a&` to `base_b&`

引用cppreference ，给定表达式 static_cast<new_type>(expression) :

If new_type is a pointer or reference to some class D and the type of expression is a pointer or reference to its non-virtual base B, static_cast performs a downcast.

您正在尝试执行相当于 static_cast<base_b&>(a) 的操作, 自 base_a不是 base_b 的非虚基类，这不是有效的沮丧。您需要向下转换为 derived&然后隐式转换为 base_b& :

base_b& b = static_cast<derived&>(a);

或者在你的情况下:

template <typename T>
auto& container_pair(void) {
    using Choice = typename Derived::template ContianerChoice<T>;
    Choice& c = static_cast<Derived&>(*this);
    return c;
}