c++中如何使用dynamic_cast_c++运行时类型识别与转换【详解】

dynamic_cast只能用于含虚函数的多态类型，因其依赖RTTI，而RTTI仅对带虚函数的类生成；无虚函数则编译报错“source type is not polymorphic”，需至少声明并定义虚析构函数。

dynamic_cast 只能用于有虚函数的类（即多态类型），否则编译直接报错

为什么 dynamic_cast 会编译失败：缺少虚函数表

dynamic_cast 依赖 RTTI（运行时类型信息），而 C++ 只对“带虚函数的类”生成 RTTI 数据。如果 Base 类没有虚函数（哪怕只是个空的 virtual ~Base() = default;），dynamic_cast 就不被允许。

• 错误现象：error: cannot dynamic_cast ... (source type is not polymorphic)
• 修复方式：在基类中至少声明一个虚函数，最常用的是虚析构函数
• 注意：仅声明 virtual 不够，必须定义（哪怕是 = default）才能让编译器生成 vtable

dynamic_cast 指针 vs 引用：行为完全不同

指针转换失败返回 nullptr；引用转换失败抛出 std::bad_cast 异常——这是关键区别，直接影响错误处理逻辑。

• 用指针更安全：可先判空再访问，适合不确定类型是否匹配的场景
• 用引用更简洁：省去空检查，但必须配合 try/catch，否则程序终止
• 性能差异极小，选择依据是语义需求，不是速度

Base* b = new Derived();
Derived* d1 = dynamic_cast(b); // 成功，d1 指向对象
Base* b2 = new Base();
Derived* d2 = dynamic_cast(b2); // 失败，d2 == nullptr
Base& b3 = *b;
try {
Derived& d3 = dynamic_cast(b3); // OK
} catch (const std::bad_cast&) {
// 必须捕获，否则 terminate()
}

向上转型（upcast）不需要 dynamic_cast

子类指针转父类指针是隐式、安全、零成本的，用 dynamic_cast 属于冗余且降低可读性。

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• 正确写法：Base* b = new Derived(); —— 直接赋值即可
• 错误写法：Base* b = dynamic_cast(new Derived()); —— 编译通过但无意义
• dynamic_cast 的真实价值只体现在向下转型（downcast）或跨继承关系的横向转型（cross-cast）

多重继承下 dynamic_cast 的可靠性与限制

当类存在多个基类（尤其是非首基类）时，dynamic_cast 会自动调整指针偏移量，这是它比 C 风格强制转换安全的核心原因。

• 但前提是所有涉及的基类都必须是多态的（含虚函数）
• 若中间某层基类没虚函数，即使两端都有，转换仍会失败
• 虚继承（virtual inheritance）下也能工作，但实现更复杂，调试时注意地址可能不连续

struct A { virtual ~A() = default; };
struct B { virtual ~B() = default; };
struct C : A, B {}; // 多重继承
C c;
B b = &c;
A a = dynamic_cast(b); // OK：跨基类转换，自动修正 this 指针

最容易被忽略的一点：RTTI 可被编译器关闭（如 GCC/Clang 的 -fno-rtti），此时 dynamic_cast 会编译失败或行为未定义。线上环境若禁用 RTTI，就只能靠其他机制（比如类型 ID 字段 + static_cast）模拟类似逻辑。