C++基类和派生类之间的转换

本文讲解内容的前提是派生类继承基类的方式是公有继承，关键字public

以下程序为讲解用例。

 #include<iostream>
 using namespace std;

 class A
 {
 public:
     A(int m1, int n1):m(m1), n(n1){}
     void display();
 private:
     int m;
     int n;
 };

 void A::display()
 {
     cout << "m = " << m << endl;
     cout << "n = " << n << endl;
 }

 class B :public A
 {
 public:
     B(int m1, int n1, int p1) :A(m1, n1), p(p1){}
     void display();
 private:
     int p;
 };

 void B::display()
 {
     A::display();
     cout << "p = " << p << endl;
 }

 void print1(A& a)
 {
     a.display();
 }

 void print2(B& b)
 {
     b.display();
 }

 void print3(A a)
 {
     a.display();
 }

 void print4(B b)
 {
     b.display();
 }

 int main()
 {
     A a(, );
 //    a.display();
     B b(, , );
 //    b.display();

     A * pa;
     B * pb;
     pa = &a;
 //    pa->display();
     pb = &b;
 //    pb->display();

 //    pa = &b;
 //    pa->display();

 //    pb = &a;              //错误。派生类指针不能指向基类对象。

 //    print1(b);
 //    print2(a);            //错误。不能用基类对象给派生类引用赋值。
 //    print3(b);
 //    print4(a);            //错误。不能用基类对象给派生类对象赋值。

 //    pb = pa;              //不能用基类指针给派生类指针赋值。

     pb = (B*)pa;          //可以强制转换，但是非常不安全。
     pb->display();        //出现安全问题，p无法访问，因为a中没有p成员
     system("pause");
     return ;
 }

切记：派生类对象是基类对象，派生类中包含有基类的成员。基类对象不是派生类对象，它不能包含派生类型的成员。

/**************派生类到基类的转化**************/

1。派生类对象地址赋值给基类指针

main函数中执行以下代码

     A a(, );
 //    a.display();
     B b(, , );
 //    b.display();

     A * pa;
 //    B * pb;
 //    pa = &a;
 //    pa->display();
 //    pb = &b;
 //    pb->display();

     pa = &b;
     pa->display();          //会输出 10 20

pa为基类指针，指向派生类对象是合法的，因为派生类对象也是基类对象。语句会输出派生类对象中基类部分。

注意：这里并不会调用派生类的display函数，调用的是基类的display函数，因为指针pa是基类指针，编译器在编译阶段只知道pa的类型。如果要实现调用派生类的display函数，

需要用到虚函数实现多态性。之后的文章会讲到。

进一步解释一下编译时和运行时的区别。

编译时编译器能知道pa的类型为A *，但是不知道它指向了哪个对象，假如有以下语句

 A a(, );
 B b(, , );
 A* pa;
 int number;
 cin >> number;
 if (number >= )
     pa = &a;
 else
     pa = &b;

pa指向的对象类型依赖于输入，运行时才输入，所以编译器是没有办法知道pa指向哪个类型的。

2.派生类对象赋值给基类引用

/**引用跟指针基本没有区别，引用本质上是指针，是个指针常量，具体可以参照我的另一篇C++中的引用和指针的联系和区别**/

main函数中执行以下代码

 A a(, );
 B b(, , );
 print1(b);           //会输出 10 20

形参为基类引用，实参为派生类对象，派生类对象也是基类对象，可以赋值给基类引用。输出派生类中基类部分。

注意：此时对象本身并未复制，b仍然是派生类对象，前面说过了引用就是一个指针。

3.派生类对象赋值给基类对象。

A a(, );
B b(, , );
print3(b);

派生类对象基类部分被复制给形参。

注意：实际上没有从派生类对象到基类对象的直接转换。对基类对象的赋值或初始化，实际上在调用函数，初始化时调用构造函数，赋值时调用赋值操作符。

/********************基类到派生类的转化******************/

切记：这种转换有可能引发严重的安全问题，编写代码时不要使用。没有基类到派生类的自动转换，原因在于基类对象只能是基类对象，不能包含派生类型的成员。

如果允许用基类对象给派生类对象赋值，那么就可以试图使用该派生类对象访问不存在的成员。

 A a(, );
 B b(, , );
 A * pa;
 B * pb;
 //    print2(a);            //错误。不能用基类对象给派生类引用赋值。
 //    print4(a);            //错误。不能用基类对象给派生类对象赋值。
 //    pb = &a;              //错误。派生类指针不能指向基类对象。

 pa = &a;
 pb = &b;

 //pb = pa;                      //错误。不能用基类指针给派生类指针赋值。

 pb = (B*)pa;          //可以强制转换，但是非常不安全。
 pb->display();        //出现安全问题，p无法访问，因为a中没有p成员

注意到我们使用强制转换时，当派生类添加了基类中不存在的成员时，会出现安全问题。

pb->display();会调用派生类的display函数，但是它指向的内存是基类对象a的内存，p不存在。会出现严重后果。