polymorphic_downcast、转型安全 与 运行时开销的考虑

有时候，使用dynamic_cast函数效率比较低，因为是运行时开销，我们最好使用static_cast，然而使用static_cast函数向下转型存在极大的危险[1]2.3.1，而且可能产生错误。所以，我们用dynamic_cast进行测试，安全后再采用static_cast进行向下转换；polymorphic_downcast函数使用dynamic_cast进行测试（仅在调试模式下有效），然后使用static_cast进行转换操作（两者兼顾，皆大欢喜！）。

在发布模式下，polymorphic_downcast只执行static_cast函数。这样好了：我们编程的次序也就出来了：如果需要向下转型，同时这个转型操作是性能的瓶颈的话，那么使用polymorphic_downcast吧！在debug模式下运行一遍，没错了，然后生成发布版本——既安全、又有效率。在测试的时候找出错误，总比听用户的尖叫要好一些。

 

下面看一些使用代码示例：

1. #include <boost/cast.hpp>
2. #include <iostream>
3. using namespace std;
4. using namespace boost;
5. struct base
6. {
7.     virtual ~base(){};
8. };
9. struct derived1 : public base 
10. {
11.     void foo()
12.     {
13.         cout<<"derived1::foo()"<<endl;
14.     }
15. };
16. struct derived2 : public base 
17. {
18.     void foo()
19.     {
20.         cout<<"derived2::foo()"<<endl;
21.     }
22. };
24. void older(base* p )
25. {
26.     derived1* pd =static_cast<derived1*>(p);
27.     pd->foo();
28. }
29. void newer(base* p )
30. {
31.     derived1* pd= boost::polymorphic_downcast<derived1*>(p);
32.     pd->foo();
33. };
34. void main()
35. {
36.     derived2* p =new derived2;
37.     older(p);   //转换能够成功，但是错误没被发现：转换成功，指针无效。
38.     newer(p);
39. }

一些建议：

1，如果正在使用向下转型，并且还需要在发行版本中获得static_cast函数的速度，那么就可以使用polymorphic_downcast函数；通过使用该函数，至少在测试阶段可以获得某些错误断言。

2，如果不能测试所有可能的转型，那么就不要使用polymorphic_downcast函数。

记住：这是一种优化方法，只有经过评测证明需要使用优化方法时，才可以应用它们。

 

题外话：

1，这些转型操作到底有多大的效率差异，尝试写一个时间评估函数，对比一下？

2，测试“向下转型安全”时，才用polymorphic_downcast，那么对于交叉转型的安全，这个函数能起作用吗？编程测试一下！

1. #include <boost/cast.hpp>
2. #include <iostream>
3. using namespace std;
4. using namespace boost;
5. struct base
6. {
7.     virtual ~base(){}
8. };
9. struct base2 
10. {
11.     virtual ~base2(){}
12. };
13. struct derived2 : public base ,public base2
14. {
15. };
17. void main()
18. {
19.     base* p =new derived2;
20.     base2 * p2 = boost::polymorphic_cast<base2*>(p);   //It's OK for cross cast
21. //  base2 * p3 = polymorphic_downcast<base2*>(p);    //no conversion from 'struct base *' to 'struct base2 *'
22. }

看样子，polymorphic_downcast还只能处理“向下转型安全”的情况；对于交叉转型嘛，还是polymorphic_cast或者dynamic_cast适用。

 

参考文献：

1，超越C++标准库.Boost库导论