static_pointer_cast<Derived> pReallyABase = static_pointer_cast<Derived>(pBase)成功了！为什么？

Question

我不明白为什么这样行得通。pReallyABase是一个向下转换的shared_pointer< Derived >，它指向一个基类实例。

我理解为什么编译器允许我调用pReallyABase->onlyForDerived()，因为我将它定义为派生类指针，但是为什么当我尝试使用该指针调用派生类函数时，我不会得到运行时错误？

class Base { 
    public:
        virtual string whatAmI() {
            return "I am a Base";
        }
};

class Derived : public Base {
    public:
        virtual string whatAmI() {
            return "I am a Derived";
        }

        string onlyForDerived() {
            return "I can do Derived things";
        }
};


int main(int argc, char *argv[]) { 
    shared_ptr<Base> pBase = shared_ptr<Base>(new Base);
    shared_ptr<Derived> pReallyABase = static_pointer_cast<Derived>(pBase);

    cout << pReallyABase->whatAmI() << endl;
    cout << pReallyABase->onlyForDerived() << endl;  //Why does this work?
    return 0;
}

结果

I am a Base
I can do Derived things

Answer 1

关于如何在C++中调用成员函数(非静态和非虚的)，“C++对象模型内部”一书对此进行了解释：

一个C++设计标准是，非静态成员函数至少必须与其类似的非成员函数一样有效。选择成员函数实例不应该有额外的开销。这是通过在内部将成员实例转换为等效的非成员实例来实现的。在这些转换之后，它的每个调用也必须进行转换:例如：

obj.magnitude();

变成了

magnitude_7Point3dFv(&obj);

和

ptr->magnitude();

变成了

magnitude_7Point3dFv(ptr);

因此，如上面的示例所示，函数onlyForDerived没有使用派生类的任何成员变量，因此它是有效的。但这是一种未定义的行为，我们不应该依赖它。

Answer 2

通过将Base对象视为Derived，您将自动获得未定义的行为，因此您看到的任何行为都是合法的。

在这种情况下，因为编译器“知道”派生指针的静态类型是Derived，所以它能够调用函数，即使这样做是不合法的。

它不会引发运行时错误，因为它不需要引发运行时错误(未定义就是未定义)。也就是说，如果函数是虚的，它可能会在大多数实现中崩溃，如果派生类具有派生函数引用的数据，则可能会崩溃或生成意外输出。