## polymorphic_downcast ### 头文件: `"boost/cast.hpp"` 有时 `dynamic_cast` 被认为太过低效(的确如此)。执行`dynamic_cast`需要额外的运行时间。为了避免这些代价，常常会诱使你使用 `static_cast`, 它没有这些性能代价。`static_cast` 用于向下转型可能在危险的，并会导致错误，但它的确比`dynamic_cast`要快。如果这些加速是需要的，那我们就要确保向下转型的安全性。`dynamic_cast` 会测试向下转型的结果，并在失败时返回空指针或抛出异常，而`static_cast` 则仅仅执行需要的指针运算，并将保证转型有效的责任留给了程序员。为了确保用 `static_cast` 进行向下转型是安全的，你必须确保对每次要执行的转型进行测试。`polymorphic_downcast` 用`dynamic_cast`进行了转型的测试，但仅是在调试模式下；然后它就使用 `static_cast` 去执行转型。在发布模式下，只执行 `static_cast` 。这样的转型方法意味着你知道它不可能失败，所以没有错误处理，也没有异常抛出。那么如果在非调试模式下 `polymorphic_downcast` 失败了，会发生什么呢？未定义的行为。你的计算机可能崩溃。地球可以停止自转。你可能飞到云上。你唯一可以肯定的是你的程序可能会发生不好的事情。如果 `polymorphic_downcast` 是在调试模式下失败的，它对`dynamic_cast`产生的空指针执行断言(并退出)。 在讨论用`polymorphic_downcast`更换`dynamic_cast`可以如何加速你的程序之前，你应该先检查一下设计。转型的优化几乎就代表着设计的问题。如果向下转型真的是必须的，并且被证实是性能的瓶颈，`polymorphic_downcast` 就是你需要的。你可以在测试时发现错误的转型，而不是在产品中(发布模式构建)，如果你曾经听到过从电话另一端传来的用户的尖叫，你就该知道在测试时找出错误是多么的重要，它使生活更轻松。很有可能你就是用户，而且知道发现并报告别人的错误是多么的讨厌。因此，在真正需要的时候才用 `polymorphic_downcast` ，而且要小心。 ### 用法 `polymorphic_downcast` 用于那些你应该用而又不想用`dynamic_cast`的情形，原因是你确认将要发生的转型肯定会成功，而且你需要提升它带来的性能。注意：一定要确保使用的`polymorphic_downcast`所有可能的类型及转换组合都经过测试。否则，不要使用 `polymorphic_downcast`; 用 `dynamic_cast` 代替它。当你决定继续使用`polymorphic_downcast`, 包含头文件`"boost/cast.hpp"`. ``` #include <iostream> #include "boost/cast.hpp" struct base { virtual ~base() {}; }; struct derived1 : public base { void foo() { std::cout << "derived1::foo()\n"; } }; struct derived2 : public base { void foo() { std::cout << "derived2::foo()\n"; } }; void older(base* p) { // Logic that suggests that p points to derived1 omitted derived1* pd=static_cast<derived1*>(p); pd->foo(); // <-- What will happen here? } void newer(base* p) { // Logic that suggests that p points to derived1 omitted derived1* pd=boost::polymorphic_downcast<derived1*>(p); // ^-- The above cast will cause an assertion in debug builds pd->foo(); } int main() { derived2* p=new derived2; older(p); // <-- Undefined newer(p); // <-- Well defined in debug build } ``` 函数`older`中的`static_cast` 会编译成功，\[6\] 但它会带来坏运气，成员函数`foo`的存在使得错误(可能有，但不保证)被错过，直到有人拿着一份错误报告，用调试器在别的地方查找奇怪的行为。当使用`static_cast`将指针向下转型为 `derived1*`, 编译器没有选择，只能相信程序员，转型是有效的。但事实上，传送给`older`的指针是指向一个`derived2`实例的。因此，`older`里的指针 `pd` 指向了一个完全不同的类型，这意味着什么都可能发生。这就是使用`static_cast`进行向下转型的风险。转型总是"成功"的，但指针可能是无效的。 > \[6\] 至少它会被编译。 在对函数`newer`的调用里，"更好的 `static_cast`," `polymorphic_downcast` 不仅捕捉到了错误，并且使用断言指出了发生错误的地方。当然，这仅在调试模式下是真的，使用`dynamic_cast`来测试转型是否成功。把一个无效的转型留在发布版本中会导致不幸。换言之，就算你在调试模式下获得了额外的安全性，但这并不足以代表你已经试过了所有可能的转换。 ### 总结 使用`static_cast`进行向下转换通常是危险的。你不应该这样做，但如果一定要，使用`polymorphic_downcast`可以增加一点安全性。它在调试模式下增加了测试，可以帮助你发现转型的错误，但你必须测试所有可能的转型以确保它的安全使用。 * 如果你正在使用向下转型并需要在发布版本中获得`static_cast`的速度，就用 `polymorphic_downcast`; 至少在测试时你可以在出错时得到断言的帮助。 * 如果不能测试所有可能的转型，就不要使用 `polymorphic_downcast`. 记住这是一种优化方法，你应该在确定需要它们时才使用。