Können abgeleitete Klassen-Doppelzeiger implizit in Basisklassen-Doppelzeiger in C konvertiert werden?

Konvertierung abgeleiteter Klassen-Doppelzeiger in Basisklassen-Doppelzeiger: Anonymität und Sicherheit

In C können Zeiger auf abgeleitete Klassen implizit konvertiert werden auf Zeiger auf ihre Basisklassen, was eine praktische Funktion für die vererbungsbasierte Programmierung ist. Wenn es jedoch um Doppelzeiger geht, wirft diese implizite Konvertierung einige Sicherheitsbedenken auf.

Bedenken Sie den folgenden Code:

<code class="cpp">class Base { };
class Child : public Base { };

int main()
{
    // Convert child to base (no problem)
    Child *c = new Child();
    Base *b = c;

    // Convert double pointer to child to double pointer to base (error)
    Child **cc = &c;
    Base **bb = cc; // error: invalid conversion from ‘Child**’ to ‘Base**’
}</code>

GCC beschwert sich zu Recht über die letzte Zuweisungsanweisung, da die direkte Konvertierung von Child** to Base** ist nicht implizit zulässig. Dies liegt an einem grundlegenden Unterschied in der Natur dieser Zeiger:

• Base *: Zeigt auf ein Objekt vom Typ Base oder eine seiner abgeleiteten Klassen (Polymorphismus).
• Kind *: Zeigt explizit nur auf ein Objekt vom Typ Child.

Die implizite Konvertierung von Child** in Base** würde diese Unterscheidung verletzen und potenzielle Sicherheitsrisiken mit sich bringen:

<code class="cpp">// After explicit cast
*bb = new Base; // Child pointer now points to a Base!</code>

Dies könnte zum Objekt-Slicing führen, bei dem die untergeordneten Daten verloren gehen und die Integrität beeinträchtigt würde. Um die Typsicherheit zu gewährleisten, ist die Konvertierung zwischen Child** und Base** ausdrücklich verboten.

Alternative Casting-Optionen

Implizites Casting wird zwar nicht unterstützt, es gibt jedoch Alternativen Umwandlungsmethoden, die eine gegenseitige Konvertierung zwischen Doppelzeigern abgeleiteter Klassen und Basisklassen ermöglichen:

• Umwandlung im C-Stil: Diese Umwandlung erzwingt die Konvertierung von Zeigern ohne jegliche Typprüfung, was möglicherweise zu undefiniertem Verhalten führt. Aus Sicherheitsgründen nicht empfohlen.
• reinterpret_cast: Ähnlich wie Cast im C-Stil, kann jedoch explizit verwendet werden, um die gewünschte Konvertierung anzugeben. Dennoch werden Typinformationen verworfen und es kann zu Laufzeitfehlern kommen.
• Hinzufügen virtueller Destruktoren: Durch das Hinzufügen virtueller Destruktoren zur Basisklasse können abgeleitete Klassen-Doppelzeiger implizit in Basisklassen-Doppelzeiger konvertiert werden mit dynamischer Besetzung. Dies ist ein sichererer Ansatz, erfordert jedoch eine Änderung der Klassendefinitionen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Fehlen einer impliziten Konvertierung zwischen Doppelzeigern abgeleiteter Klassen und Doppelzeigern der Basisklasse vor potenziellen Problemen mit der Typsicherheit schützt. Verwenden Sie bei Bedarf alternative Umwandlungsmethoden mit Vorsicht und erwägen Sie die Änderung von Klassendefinitionen für die dynamische Umwandlung mit virtuellen Destruktoren.

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