在什么情况下 dynamic_cast<> 会失败？

Question

在修复庞大代码库中的错误时，我观察到一种奇怪的情况，引用的动态类型从原始Derived 类型更改为Base 类型！我提供了解释问题的最少代码：

struct Base {
  // some 'virtual' function
  protected: // copy constructor
  private:  // assignment operator
};

struct Derived : Base {
  ... // There are few more classes between `Base` and `Derived`
  ... // but for simplicity, I have put direct relation
};

void foo (Base &ref)
{
  SomeClass obj;
  obj.pVoid = &ref;  // pVoid is of void*

  // ----> typeid(ref) = Derived
  (*funcptr)(obj);
  // ----> typeid(ref) = Base !!!

  Derived *p = dynamic_cast<Derived*>(&ref);  // this fails ... i.e. "p = 0"
}

funcptr 是一个函数指针 (void (*)(SomeClass&))。 funcptr 可以指向这么多函数，而且它们有自己的调用流程，所以很难调试。

很奇怪，在调用函数指针之后，ref的派生类型从Derived变成了Base。为了减轻我的工作，我怀疑从Derived到Base的对象切片，所以我将~Base()作为纯virtual并重新编译了整个源代码。但是没有编译错误，这意味着没有声明Base的对象。

refDerived 的动态类型更改为Base 并且稍后dynamic_cast 失败的潜在原因是什么？

Answer 1

我不相信上面的代码实际上是这样的，因为代码示例没有编译！您不能将由dynamic_cast<Base*>(&ref) 生成的Base* 隐式转换为Derived*。

也就是说，假设typeid() 的输出实际上是正确的，那么对于引用的类型 ID 更改有一些可行的解释。所有这些都表明程序中存在某种形式的错误：

1. 被调用的函数会破坏对象，例如通过调用 dynamics_cast<Base*>(obj.pVoid)->~Base() 的道德等价物。
2. 被调用的函数在obj.pVoid 指向的地址处使用放置new 构造一个新对象，例如：new(obj.pVoid) Base()。
3. 某些东西正在覆盖内存，导致在引用的位置留下一个 Base 对象。
4. 可能还有更多原因...

就个人而言，我会赌第二种情况是 case，即在该位置构造一个对象。显然，没有看到被调用的函数是不可能的。

Answer 2

如果转换不明确，dynamic_cast（指向指针）可以返回0。举例说明：

class O {…};
class A : public virtual O {…};
class B : public A {…};
class C : public A {…};
class D : public B, public C {…};


void f(O& p) {
  A* const a(dynamic_cast<A*>(&p));
}

void g() {
  D d;
  f(d);
}

Answer 3

在我的具体情况下，dynamic_cast<> 失败的原因是 delete 过早引用了引用！

一旦指针或引用被delete + 破坏，那么任何将其向下转换为原始类型的尝试都会导致进入“未定义行为”区域。在我的情况下，dynamic_cast<> 失败了。

void foo (Base &ref)
{
  SomeClass obj;
  obj.pVoid = &ref;

  (*funcptr)(obj);  // ----> delete (Base*)(obj.pVoid); in one of the callbacks

  Derived *p = dynamic_cast<Derived*>(&ref);  // fails => "p = 0"
}