向上投射不透明指针

Question

我正在尝试使用pimpl成语。特别是，实现类将实现另一个接口：

// public_class.h
class PublicClass
{
public:
    /* public interfaces here */
private:
    class _PublicClass_impl;
    friend class _PublicClass_impl;
protected:
    _PublicClass_impl * const _impl;
};
// public_class.cpp
class PublicClass::_PublicClass_impl : public SomeInterface
{
    friend class PublicClass;
    /* all sort of stuff ... */
};

我的问题是，在以下情况下可以使用哪些铸件？

// some_other_class.h
class SomeOtherClass : private PublicClass
{
    void some_function()
    {
        // definition of _PublicClass_impl is unknown
        // thus, _impl is opaque
        SomeInterface * interface = dynamic_cast<SomeInterface *>(_impl); //??
        /* more code ... */
     }
};

在这种情况下，dynamic_cast会正常工作吗？在这种情况下可以使用其他类型的石膏吗？

Answer 1

据我所知，没有一种高伦特的方法可以做你想做的事。 reinterpret_cast或 c 样式强制转换可能有效（行为未指定），但当它允许您编译它时，其他行为都是未定义的行为。

n5.2.7.2 的 n3242（我知道这不是官方标准，但它应该很接近）说关于 dynamic_cast（v），

如果 T 是指针类型，则 v 应是指向完整类类型的指针的 prvalue，结果是 T 类型的 prvalue。如果 T 是左值引用类型，则 v 应是完整类类型的左值，结果是 T 引用的类型的左值。如果 T 是右值引用类型，则 v 应是具有完整类类型的表达式，结果是 T 引用的类型的 x值。

所以dynamic_cast不起作用。

static_cast不起作用，因为两种类型之间没有定义任何有效的转换。

5.2.10.7说关于reinterpret_cast（v），

指向

对象的指针可以显式转换为指向其他对象类型的指针。69 当类型为"指向 T1 的指针"的 prvalue v 转换为"指向 cv T2 的指针"类型时，如果 T1 和 T2 都是标准布局类型 （3.9），并且 T2 的对齐要求不比 T1 更严格，则结果为 static_cast（static_cast（v））。将类型为"指向 T1 的指针"的 prvalue 转换为"指向 T2 的指针"类型（其中 T1 和 T2 是对象类型，其中 T2 的对齐要求不比 T1 的对齐要求更严格）并返回其原始类型将生成原始指针值。未指定任何其他此类指针转换的结果。

所以reinterpret_cast可能会起作用。

最后，不使用强制转换不起作用，因为编译器不知道类型之间的关系。

Answer 2

如果我没记错的话，你根本不需要任何显式强制转换，因为SomeInterface是_PublicClass_impl的基类，你总是可以隐式转换为基类。

我实际上尝试在没有 GCC （4.5.1） dynamic_cast的情况下编译您的代码，并且确实没有错误或警告（我SomeInterface定义为空类）。

不过，一个相关的问题引起了我的兴趣：为什么编译器考虑到SomeInterface确实是_PublicClass_impl的基类这一事实，尽管后者在所讨论的地方是不透明的？

我发现最接近解释的是C++标准的§11.2第5条：

如果基类

是可访问的，则可以将指向派生类的指针隐式转换为指向该基类的指针 类（4.10、4.11）。

如果出于某种原因您想使用显式强制转换，那么简单的静态强制转换应该没问题：

SomeInterface *interface = static_cast<SomeInterface *>(_impl);