是否定义了运行时错误的 C 样式强制转换的行为？

Question

如果您将旧的 C 风格从 A 类型转换为 B 类型，而 A 类型不能转换为 B 类型，反之亦然，C++ 标准是否定义了特定的行为？

是否存在已知的可见行为，可以被认为是运行时非法强制转换的症状？

Answer 1

四种 C++ 风格的类型转换中只有一种决定了运行时类型转换的有效性，即dynamic_cast。

C 风格的转换对应于其他三个转换的组合（static_cast、reinterpret_cast、const_cast）。这些转换的有效性在编译时确定，或者如果在编译时无法确定，则假定转换是有效的。 C 风格的演员表永远不会像dynamic_cast 那样行事。

因此，在运行时“失败”的 C 样式转换，即打破有效性假设，会导致未定义的行为。所以：

如果您将旧的 C 风格从 A 类型转换为 B 类型，而 A 类型不能转换为 B 类型，反之亦然，C++ 标准是否定义了特定的行为？

没有。

是否存在已知的可见行为，可以被认为是运行时非法强制转换的症状？

没有。

Answer 2

编译器会捕获其中的一些，但不是全部。这是一个灾难性演员阵容的例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A {
public:
        A(std::string s, int x) : m_s(s), m_x(x) {} 

        void print() { cout << "A::print(): str = " << m_s << ", x = " << m_x << endl; }

private:  
        std::string m_s;
        int m_x;
};

class B {
public:
        B(int x) : m_x(x) {}
        void print() { m_x++; cout << "B::print(): x = " << m_x << endl; }

private:
        int m_x;

};

int main(int argc, char **argv) {

        A *a = new A("abc", 1);
        a->print();
        B *b = (B*)a;
        b->print();

        a->print();

        return 0;
}

在 gcc (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20160609 上的结果：

A::print(): str = abc, x = 1
B::print(): x = 24828977
A::print(): str = bc, x = 1

是的，我们在 A 的数据上调用了 B 的方法，这意味着我们的 C 样式转换为 reinterpret_cast。 reinterpret_cast 只占用一个内存区域并允许您将其视为不同的东西。这里没有安全带。

另一方面，如果你尝试编译这样的东西

    A a;
    B b;
    a = (A)b;
    return 0;

这将导致static_cast 和编译时错误。所以 C 风格的转换结果取决于上下文。

这是处理模板和auto 时的噩梦。

为避免此问题，请使用static_cast（用于编译时检查）和dynamic_cast（用于运行时检查）或reinterpret_cast（用于指针和POD），明确说明您的意图。