什麼時候在 C 未定義行為中使用「static_cast」向下轉換？

在C 中使用Static_cast 進行向下轉型

向下轉型是物件導向程式設計中使用的技術，用於將基底類別指標或引用強制轉換為衍生類別指標或引用。在 C 中，這可以使用 static_cast 運算子來實現。

考慮以下程式碼範例：

class Base { public: Base() {} virtual void func(); };

class Derived : public Base { public: Derived() {} void func(); void func_d(); int a; };

int main() {
    Base *b = new Base();
    std::cout << sizeof(*b) << std::endl; // Prints 4

    Derived *d = static_cast<Derived *>(b);
    std::cout << sizeof(*d) << std::endl; // Prints 8
    d->func_d();
}

在此範例中，建立了一個 Base 類型的指針，並使用下列物件進行初始化：型別基地。 sizeof 運算子傳回 4，表示 Base 物件的大小。

但是，當我們嘗試使用 static_cast 將 b 轉換為 Derived 類型的指標並將其分配給 d 時，*d 的大小變為 8，這是派生物件的大小。這種行為是出乎意料的，因為我們通常期望 *d 的大小與 *b 的大小相同。

這種行為的原因在於未定義行為 (UB) 的概念。使用 static_cast 將物件轉換為它實際上不具有的類型會產生 UB。在本例中，b 指向 Base 對象，而不是 Derived 對象。 Static_cast 無法改變物件的底層類型，因此轉換的結果是未定義的。

C 標準，在第5.2.9 節（[expr.static.cast]）中，指定了向下轉換的規則使用static_cast：「如果'指向cv1 B 的指標'類型的純右值指向實際上是D 類型物件的子物件的B，則結果指標指向類型的封閉物件D.否則，強制轉換的結果是未定義的。 UB 的症狀差異很大，無法保證衍生成員函數（func_d）能夠成功呼叫。

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