Understanding Dynamic_cast in C++

在面向對象程序設計中，有時咱們須要在運行時查詢一個對象是否能做爲某種多態類型使用。與Java的instanceof，以及C#的as、is運算符相似，C++提供了dynamic_cast函數用於動態轉型。相比C風格的強制類型轉換和C++ reinterpret_cast，dynamic_cast提供了類型安全檢查，是一種基於能力查詢(Capability Query)的轉換，因此在多態類型間進行轉換更提倡採用dynamic_cast。本文主要介紹dynamic_cast的意義，用法和注意事項。

基本用法

dynamic_cast能夠獲取目標對象的引用或指針：

T1 obj;
T2* pObj = dynamic_cast<T2*>(&obj);     //轉換爲T2指針，失敗返回NULL
T2& refObj = dynamic_cast<T2&>(obj);    //轉換爲T2引用，失敗拋出bad_cast異常

多態類型

在使用時須要注意：被轉換對象obj的類型T1必須是多態類型，即T1必須公有繼承自其它類，或者T1擁有虛函數（繼承或自定義）。若T1爲非多態類型，使用dynamic_cast會報編譯錯誤。下面的例子說明了哪些類屬於多態類型，哪些類不是：

//A爲非多態類型 
class A{
};

//B爲多態類型
class B{ 
    public: virtual ~B(){}
};

//D爲多態類型
class D: public A{
};

//E爲非多態類型
class E : private A{
};

//F爲多態類型
class F : private B{
};

橫向轉型

在多態類型間轉換，分爲3種類型：
1.子類向基類的向上轉型(Up Cast)
2.基類向子類的向下轉型(Down Cast)
3.橫向轉型(Cross Cast)

向上轉型是多態的基礎，需不要藉助任何特殊的方法，只需用將子類的指針或引用賦給基類的指針或引用便可，固然dynamic_cast也支持向上轉型，而其老是確定成功的。而對於向下轉型和橫向轉型來說，其實對於dynamic_cast並無任何區別，它們都屬於能力查詢。爲了理解方便，咱們不妨把dynamic_cast視爲cross cast：

class Shape {
    public: virtual ~Shape();
    virtual void draw() const = 0;
};

class Rollable {
    public: virtual ~Rollable();
    virtual void roll() = 0;
};

class Circle : public Shape, public Rollable {
    void draw() const;
    void roll();
};

class Square : public Shape {
    void draw() const;
};

//橫向轉型失敗
Shape *pShape1 = new Square();
Rollable *pRollable1 = dynamic_cast<Rollable*>(pShape2);//pRollable爲NULL

//橫向轉型成功
Shape *pShape2 = new Circle();
Rollable *pRollable2 = dynamic_cast<Rollable*>(pShape2);//pRollable不爲NULL

指針比較

接上面的例子，在個人機器上pShape2和pRollable2的值（所指向的地址）分別爲： pShape2: 0x0039A294, pRollable2:0x0039A290

說明dynamic_cast在進行轉型的時候對不一樣多態類型設置了不一樣的偏移量。接下來的問題是 pRollable2 == pShape2