dynamic_cast 运算符

将操作数 expression 转换成类型为type-id 的对象。

dynamic_cast < type-id > ( expression )

备注

type-id 必须是一个指针或引用到以前已定义的类类型的引用或“指向 void 的指针”。 如果 type-id 是指针,则expression 的类型必须是指针,如果 type-id 是引用,则为左值。

有关静态和动态强制转换之间区别的描述,以及各在什么情况下适合使用,请参见 static_cast

在托管代码中的 dynamic_cast的行为中有两个重大更改。

  • 为指针的dynamic_cast 对指向装箱的枚举的基础类型的指针将在运行时失败,则返回 0 而不是已转换的指针。

  • dynamic_cast 将不再引发一个异常,当 type-id 是指向值类型的内部指针,则转换在运行时失败。该转换将返回 0 指示运行值而不是引发。

如果 type-id 是指向 expression的明确的可访问的直接或间接基类的指针,则结果是指向 type-id 类型的唯一子对象的指针。 例如:

// dynamic_cast_1.cpp
// compile with: /c
class B { };
class C : public B { };
class D : public C { };

void f(D* pd) {
   C* pc = dynamic_cast<C*>(pd);   // ok: C is a direct base class
                                   // pc points to C subobject of pd 
   B* pb = dynamic_cast<B*>(pd);   // ok: B is an indirect base class
                                   // pb points to B subobject of pd
}

此转换类型称为“向上转换”,因为它将在类层次结构上的指针,从派生的类移到该类派生的类。 向上转换是一种隐式转换。

如果 type-id 为 void*,则做运行时进行检查确定 expression的实际类型。 结果是指向 by expression 的完整的对象的指针。 例如:

// dynamic_cast_2.cpp
// compile with: /c /GR
class A {virtual void f();};
class B {virtual void f();};

void f() {
   A* pa = new A;
   B* pb = new B;
   void* pv = dynamic_cast<void*>(pa);
   // pv now points to an object of type A

   pv = dynamic_cast<void*>(pb);
   // pv now points to an object of type B
}

如果 type-id 不是 void*,则做运行时进行检查以确定是否由 expression 指向的对象可以转换为由 type-id指向的类型。

如果 expression 类型是 type-id类型的基类,则做运行时检查来看是否 expression 确实指向 type-id类型的完整对象。 如果为 true,则结果是指向 type-id类型的完整对象的指针。 例如:

// dynamic_cast_3.cpp
// compile with: /c /GR
class B {virtual void f();};
class D : public B {virtual void f();};

void f() {
   B* pb = new D;   // unclear but ok
   B* pb2 = new B;

   D* pd = dynamic_cast<D*>(pb);   // ok: pb actually points to a D
   D* pd2 = dynamic_cast<D*>(pb2);   // pb2 points to a B not a D
}

此转换类型称为“向下转换”,因为它将在类层次结构下的指针,从给定的类移到该类派生的类。

对于多重继承,引入多义性的可能性。 考虑下图中显示的类层次结构。

对于 CLR 类型,如果转换可以隐式执行,则 dynamic_cast 结果为 no-op,如果转换失败,则 MSIL isinst 指令将执行动态检查并返回 nullptr

以下示例使用 dynamic_cast 以确定一个类是否为特殊类型的实例:

// dynamic_cast_clr.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

void PrintObjectType( Object^o ) {
   if( dynamic_cast<String^>(o) )
      Console::WriteLine("Object is a String");
   else if( dynamic_cast<int^>(o) )
      Console::WriteLine("Object is an int");
}

int main() {
   Object^o1 = "hello";
   Object^o2 = 10;

   PrintObjectType(o1);
   PrintObjectType(o2);
}

显示多继承的类层次结构

显示多重继承的类层次结构

指向类型 D 对象的指针可以安全地强制转换为 B 或 C。 但是,如果 D 强制转换为指向 A 对象的指针,会导致 A 的哪个实例? 这将导致不明确的强制转换错误。 若要避免此问题,可以执行两个明确的转换。 例如:

// dynamic_cast_4.cpp
// compile with: /c /GR
class A {virtual void f();};
class B {virtual void f();};
class D : public B {virtual void f();};

void f() {
   D* pd = new D;
   B* pb = dynamic_cast<B*>(pd);   // first cast to B
   A* pa2 = dynamic_cast<A*>(pb);   // ok: unambiguous
}

当使用虚拟基类时,其他多义性问题会被引入。 考虑下图中显示的类层次结构。

显示虚拟基类的类层次结构

显示虚拟基类的类层次结构

在此层次结构中,A 是虚拟基类。 对于虚拟基类的定义,请参见 虚拟基类。 给定一个 E 类实例和一个指向 A 子对象的指针,指向 B 指针的 dynamic_cast 将失败于多义性。 必须先将强制转换回完整 E 对象,然后以明确的方式反向沿层次结构,到达正确的 B 对象。

考虑下图中显示的类层次结构。

显示重复基类的类层次结构

显示重复基类的类层次结构

给定一个 E 类型的对象和一个指向 D 子对象的指针,从 D 子对象定位到最左侧的 A 子对象,可进行三个转换。 可以从 D 指针到 E 指针执行 dynamic_cast 转换,然后从 E 到 B 执行转换(dynamic_cast 或隐式转换),最后从 B 到 A 执行隐式转换。 例如:

// dynamic_cast_5.cpp
// compile with: /c /GR
class A {virtual void f();};
class B : public A {virtual void f();};
class C : public A { };
class D {virtual void f();};
class E : public B, public C, public D {virtual void f();};

void f(D* pd) {
   E* pe = dynamic_cast<E*>(pd);
   B* pb = pe;   // upcast, implicit conversion
   A* pa = pb;   // upcast, implicit conversion
}

dynamic_cast 运算符还可以使用执行 “相互转换”。使用同一个类层次结构可能进行指针转换,例如: 从B 子对象转换到D子对象(只要整个对象是类转换型E。

考虑相互转换,实际上从指针转换到 D 到指针到最左侧的 A 子对象只要两个步骤。 可以从 D 到 B 执行相互转换,然后从 B 到 A 执行隐式转换。 例如:

// dynamic_cast_6.cpp
// compile with: /c /GR
class A {virtual void f();};
class B : public A {virtual void f();};
class C : public A { };
class D {virtual void f();};
class E : public B, public C, public D {virtual void f();};

void f(D* pd) {
   B* pb = dynamic_cast<B*>(pd);   // cross cast
   A* pa = pb;   // upcast, implicit conversion
}

通过 dynamic_cast 将 null 指针值转换到目标类型的 null 指针值。

当您使用 dynamic_cast < type-id > ( expression )时,如果expression无法安全地转换成类型 type-id,则运行时检查会引起变换失败。 例如:

// dynamic_cast_7.cpp
// compile with: /c /GR
class A {virtual void f();};
class B {virtual void f();};

void f() {
   A* pa = new A;
   B* pb = dynamic_cast<B*>(pa);   // fails at runtime, not safe;
   // B not derived from A
}

指针类型的非限定转换的值是 null 指针。 引用类型的非限定转换会引发 bad_cast 异常。   如果 expression 不指向也不引用有效的对象,则**__non_rtti_object** 异常引发。

有关异常 __non_rtti_object 的解释,请参见 typeid

示例

以下示例创建基类(结构 A)指针,为一个对象(结构 C)。这以及在该情况是虚函数,启用运行时多态性。

该示例也在层次结构中调用非虚函数。

// dynamic_cast_8.cpp
// compile with: /GR /EHsc
#include <stdio.h>
#include <iostream>

struct A {
    virtual void test() {
        printf_s("in A\n");
   }
};

struct B : A {
    virtual void test() {
        printf_s("in B\n");
    }

    void test2() {
        printf_s("test2 in B\n");
    }
};

struct C : B {
    virtual void test() {
        printf_s("in C\n");
    }

    void test2() {
        printf_s("test2 in C\n");
    }
};

void Globaltest(A& a) {
    try {
        C &c = dynamic_cast<C&>(a);
        printf_s("in GlobalTest\n");
    }
    catch(std::bad_cast) {
        printf_s("Can't cast to C\n");
    }
}

int main() {
    A *pa = new C;
    A *pa2 = new B;

    pa->test();

    B * pb = dynamic_cast<B *>(pa);
    if (pb)
        pb->test2();

    C * pc = dynamic_cast<C *>(pa2);
    if (pc)
        pc->test2();

    C ConStack;
    Globaltest(ConStack);

   // will fail because B knows nothing about C
    B BonStack;
    Globaltest(BonStack);
}
  in C
test2 in B
in GlobalTest
Can't cast to C

请参见

参考

强制转换运算符

C++ 关键字