c++ - dynamic_cast 向下转型 : How does the runtime check whether Base points to Derived?

Question

我有兴趣了解，一般来说，运行时在使用dynamic_cast应用向下转型时如何检查基类是否实际上指向派生类。 我知道多态类的每个虚拟表也包含 RTTI(以 type_info 指针的形式)。

Answer 1

每个编译器在实现上都会略有不同，但我将使用 MSVC 作为引用，因为它们可以轻松地使用 VS 提供源代码。

您可以通过转到 Visual Studio 安装并转到 /Community/VS/Tools/MSVC/${VERSION}/crt/src/vcruntime/rtti 来查看有关 MSVC 如何执行此操作的所有详细信息。 .cpp

编译器将在内部转换dynamic_cast来调用函数__RTDynamicCast(如果尝试转换为void，则调用__RTCastToVoid *)，这将获取目标类型和源类型的 RTTI 信息。 _RTTITypeDescriptor 结构中的关键元素是完全修饰的名称。然后，它将根据输入类型是否具有单继承、多重继承或虚拟继承来分派(dispatch)到 3 种不同实现之一。

对于单继承FindSITargetTypeInstance将遍历基类类型列表，如果通过指针比较找到匹配项，它将返回类描述符。如果它无法通过指针比较找到匹配项，它将使用字符串比较再次尝试。

对于多重继承，FindMITargetTypeInstance 将以深度优先、从左到右的顺序遍历类层次结构，直到看到源类型和目标类型的描述符。每次比较都是通过 TypeidsEqual 完成的，它将首先尝试进行指针比较，但会立即回退到字符串比较，这与单继承不同，因为单继承很可能在 2 个单独的循环中执行此操作指针会匹配。

对于虚拟继承，FindVITargetTypeInstance 将遍历整个类层次结构。这是三者中最慢的，因为由于潜在的菱形继承(钻石问题)，它无法提前退出。每次比较都是通过 TypeidsEqual 完成的。

一旦找到类型的描述符，它将使用它来计算从源指针到目标指针的偏移量。

总体而言，代码相当简单，并且文档记录得非常好，尽管我确实遗漏了一些细微差别，例如检查基类是否是公开派生的，或者区分向下转换、向上转换和交叉转换。