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C++ 中基类和派生类对象的赋值与转换

news 2025/9/8 17:32:14

在 C++ 的继承关系中，基类（Base）和派生类（Derived）对象之间的赋值与转换是常见问题。理解这些规则不仅能避免常见的陷阱，还能帮助我们写出更安全的面向对象代码。本文将逐步介绍几种典型场景。

1. 基类与派生类对象的赋值

class Person
{
protected:std::string _name; std::string _sex;  int _age;          
};class Student : public Person
{
public:int _No; // 学号
};void Test()
{Student sobj;Person pobj = sobj; // ✅ 子类对象可以赋值给基类对象
}

这里发生了 切片（object slicing）：

sobj 的基类部分被复制给 pobj；
pobj 中只保留了 Person 的那部分数据；
Student 的扩展部分（如 _No）被“切掉”了。

👉 注意：基类对象无法保存派生类的完整信息。

2. 基类和派生类的指针/引用转换

（1）子类 → 父类

Student sobj;
Person* pp = &sobj;   // ✅ 合法
Person& rp = sobj;    // ✅ 合法

这是 向上转型（upcasting），始终安全，因为派生类一定包含完整的基类子对象。

（2）父类 → 子类

Person pobj;
Person* pp = &pobj;Student* ps = (Student*)pp; // ⚠️ 危险：强制类型转换
ps->_No = 10;               // ❌ 未定义行为

虽然编译器允许你写 (Student*)pp，但运行时 pp 指向的其实是一个 Person 对象，根本没有 _No 成员。这样会导致 非法内存访问，属于未定义行为。

3. 为什么有的情况能转，有的情况不能？

来看两个对比：

Student sobj;
Person pobj;Person* pp = &sobj;
Student* ps1 = (Student*)pp; // ✅ 安全，因为 pp 本来就指向 Student
ps1->_No = 10;pp = &pobj;
Student* ps2 = (Student*)pp; // ⚠️ 危险，因为 pp 指向的是 Person
ps2->_No = 10;               // ❌ 越界访问

区别在于 指针的动态类型：

pp = &sobj; → pp 指向的确实是一个 Student，强转后访问合法；
pp = &pobj; → pp 指向的只是 Person，强转后访问不存在的内存，出错。

👉 结论：强制转换不会检查真实类型，只是告诉编译器“相信我”。

4. 更安全的做法：`dynamic_cast`

如果需要从基类指针“安全”地转回派生类指针，应使用 dynamic_cast：

Person* pp = new Student;Student* ps = dynamic_cast<Student*>(pp);
if (ps) {ps->_No = 100;  // ✅ 转换成功
}Person* pp2 = new Person;
Student* ps2 = dynamic_cast<Student*>(pp2);
if (ps2 == nullptr) {std::cout << "转换失败，pp2 不是 Student!" << std::endl;
}

前提：基类中必须有至少一个虚函数（支持 RTTI 运行时类型识别）。