Запрещение кастинга виртуального базового класса

#cpp

Почему запрещён кастинг в следующем коде?

class Base
{
};

class Derived : virtual public Base
{
};

int main()
{
    Base *p = new Derived;
    static_cast(p);
    return 0;
}

    

Ответы

Ответ 1

Компилятор не может скастовать Base* к Derived*, потому что он не делает полный анализ
кода, а значит не знает как именно расположены типы друг относительно друга.

Если существуют только типы Base и Derived, то при касте Base* в Derived* надо добавить
смещение в 0 байт, т.к. адреса Derived и Base совпадают.
Однако компилятор допускает, что может существовать другие типы, например

struct Derived2 : virtual Base { char x[1024]; };
struct MostDerived : virtual Derived2, Derived {};


И Base* p может указывать на объект этого типа. Тогда MostDerived выглядит в памяти так:

смещение  | что находится
0         | MostDerived
0         | Base
0         | Derived2 
0         | char Derived2::x[1024]
1024      | Derived 


Виртуальный базовый класс Base, находится в Derived2, самом первом базовом классе
MostDerived. Т.к. Base - это пустой базовый класс, он не занимает никакого места в
памяти. После Derived2 будет располагаться Derived, уже без Base. По этому в этом случае
при касте Base* в Derived* надо добавить смещение в 1024 байт.

Т.к. компилятор не знает какое именно смещение надо использовать, он не может сделать
такой static_cast.

По этому для виртуальных базовых типов поддерживается только dynamic_cast, и то,
только для типов в которых есть виртуальные функции.