c++ - 为什么在这里使用 static_cast 而不是 reinterpret_cast 很重要？

Question

在 Raymond Chen 的一篇博文的回复中，

一位提问者指出

Raymond，我认为 C++ 示例不正确，因为根据 ISO C++ 2003 标准（10-3，第 168 页）未指定派生类中基类子对象的位置，并且您假设基类子对象始终位于开始。C 示例在 C++ 中也可以，所以我会坚持使用它。

Raymond回复了

[代码没有做出这个假设。这就是为什么使用 static_cast 而不是 reinterpret_cast 很重要的原因。试试看：给 OVERLAPPED 添加一个虚拟方法（所以前面有一个 vtable）并观察编译器做了什么。-雷蒙德]

看了他的评论我就猜到了。在示例中使用 static_cast 很好，但 reinterpret_cast 不是。因为 reinterpret_cast 不是转换 vtable。我理解正确吗？
不过，如果我在那里使用 C-Style cast（不是 reinterpret_cast），它也会出错吗？

我重新阅读了更有效的 C++ 的演员解释来理解这一点。但对此没有任何答案。

Answer 1

在示例中使用 static_cast 很好，但 reinterpret_cast 不是。因为 reinterpret_cast 不是转换 vtable。

不，问题在于reinterpret_cast完全不知道继承。它将简单地返回相同的地址不变¹。但static_cast 知道您正在执行向下转换：即从基类转换为派生类。由于它知道涉及的两种类型，因此它会相应地调整地址，即做正确的事情。

让我们假设我们的实现展示了OVERLAPPEDEX具有如下虚函数的假设类：

+------+------------+------------------+-------------+
| vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState |
+------+------------+------------------+-------------+
       ^
       |
      ptr

我们得到的指针指向OVERLAPPED子对象。reinterpret_cast不会改变这一点。它只会改变类型。显然，OVERLAPPEDEX通过这个地址访问这个类很容易造成破坏，因为它的子对象的位置现在都错了！

       what we believe we have when we access OVERLAPPEDEX through the pointer
       +------+------------+------------------+-------------+
       | vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState |
+------+------+-----+------+-----------+------+------+------+
| vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState | <- what we actually have
+------+------------+------------------+-------------+
       ^
       |
      ptr

static_cast 知道要将 a 转换OVERLAPPED*为OVERLAPPEDEX*它必须调整地址，并且做正确的事情：

 +------+------------+------------------+-------------+
 | vptr | OVERLAPPED | AssociatedClient | ClientState |
 +------+------------+------------------+-------------+
 ^
 |
ptr after static_cast

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不过，如果我在那里使用 C-Style cast（不是 reinterpret_cast），它也会出错吗？

C 样式转换定义为以下第一个成功的转换：

1. const_cast
2. static_cast
3. static_cast， 然后const_cast
4. reinterpret_cast
5. reinterpret_cast， 然后const_cast

如您所见， astatic_cast是在之前尝试过reinterpret_cast的，因此在这种情况下，C 风格的演员表也会做正确的事情。

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更多信息

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¹_{不保证。关于在reinterpret_cast. 我所知道的所有实现都会简单地给出相同的地址不变。}