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

Question

At a reply of a blog post of Raymond Chen,

提问者指出

Raymond，我认为 C++ 示例不正确，因为位置 派生类中的基类子对象的未指定 根据 ISO C++ 2003 标准（10-3，第 168 页），您假设 基类子对象总是在开头。 C 这个例子在 C++ 中也可以，所以我会坚持下去。

雷蒙德回复

[代码没有做这个假设。这就是为什么重要的是 使用 static_cast 而不是 reinterpret_cast。试试看：添加虚拟 方法重叠（所以一个 vtable 放在前面）并观察什么 编译器会。 -雷蒙德]

看过他的cmets后我就猜到了。在示例中使用 static_cast 很好，但 reinterpret_cast 不是。因为 reinterpret_cast 不是转换 vtable。我理解的对吗？
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 完全没有注意到继承。它只会返回相同的地址不变¹。但是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。

让我们假装我们的实现展示了假设的OVERLAPPEDEX 类，它具有这样的虚函数：

+------+------------+------------------+-------------+
| 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，通过这个地址访问OVERLAPPEDEX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OVERLAPPED* 转换为OVERLAPPEDEX*，它必须调整地址，并且做正确的事：

 +------+------------+------------------+-------------+
 | 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，然后是const_cast
4. reinterpret_cast
5. reinterpret_cast，然后是const_cast

如您所见，static_cast 在 reinterpret_cast 之前尝试，所以在这种情况下，C 风格的转换也可以做正确的事情。

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More info

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¹_{不保证。对于reinterpret_cast 上发生的事情几乎没有保证。我知道的所有实现都会简单地给出相同的地址。}