這篇文章是C++ RTTI的后續(xù)，前面我們介紹了typeid()操作符，這篇文章介紹RTTI的另一個(gè)概念，即dynamic_cast。
相比較typeid，dynamic_cast在實(shí)際項(xiàng)目中會(huì)被大量使用。

首先，一句話dynamic_cast是干什么用的，dynamic_cast是在兩個(gè)類之間做類型轉(zhuǎn)換的，即把一個(gè)指針類型轉(zhuǎn)換成另一個(gè)類型；這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程是在運(yùn)行時(shí)刻轉(zhuǎn)換的，所以叫dynamic_cast(與此相對(duì)的是static_cast)。dynamic_cast的使用必須滿足下面兩個(gè)條件：

1. 如果兩個(gè)類之間沒(méi)有父子關(guān)系，那么source必須是多態(tài)的。
2. 如果是從父類到子類的轉(zhuǎn)換，那么父類(source)也必須多態(tài)的。

否則編譯器就報(bào)錯(cuò)：
<file>:41: error: cannot dynamic_cast 'pc' (of type 'class <SRC> *') to type 'class <DST> *' (source type is not polymorphic)

我們重新解釋一下上述描述：dynamic_cast的使用需要source是多態(tài)的，只有一種情況例外，那就是從子類到父類的轉(zhuǎn)換。再換一個(gè)角度，其實(shí)dynamic_cast的使用必須要source是多態(tài)的，因?yàn)橥瑢W(xué)們想想，例外情況中子類到父類的轉(zhuǎn)換是天然的行為，根本不需要dynamic_cast啊，像(Parent *)child。
我們看一段代碼：

#include <stdio.h>
#include <string>

class A1 {};
class A2 : public A1 {};

void foo(A2 * pa2) {
    A1 * va1 = dynamic_cast<A1 *>(pa2);
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    A2 * a2 = new A2();
    foo(a2);
    return 0;
}

編譯器生成的匯編代碼如下：

_Z3fooP2A2:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    movq    %rdi, -24(%rbp)
    movq    -24(%rbp), %rax
    movq    %rax, -8(%rbp)
    leave
    ret

可見編譯器直接把pa2的賦給了va1，根本沒(méi)有調(diào)用到dynamic_cast，因?yàn)榫幾g器明確知道父類和子類的關(guān)系以及成員構(gòu)成，又沒(méi)有多態(tài)的問(wèn)題，所以編譯器就能夠完成類型轉(zhuǎn)換工作，其實(shí)此時(shí)dynamic_cast是被映射成了static_cast使用。

討論完使用場(chǎng)合，下面我們看看轉(zhuǎn)換的結(jié)果(假定source都是多態(tài)的)：

1. 如果source和dest沒(méi)有父子關(guān)系，那么結(jié)果是NULL，即使兩個(gè)類定義成一模一樣。
2. 從子類到父類，前面說(shuō)過(guò)必然是成功的。
3. 從父類到子類，這也是dynamic_cast最常用的情況，這依賴于父類指針是否真實(shí)的指向了對(duì)應(yīng)的子類類型，標(biāo)示這是不是一個(gè)真實(shí)的子類對(duì)象。

#include <stdio.h>
#include <string>

class A {
public:
    virtual ~A() {}
};
class B1: public A {}; 
class B2: public A {}; 

void foo(A * pa) {
    B1 * vb1 = dynamic_cast<B1 *>(pa);
    printf("%s\n", vb1 == NULL ? "NULL" : "NOT NULL");
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    B1 * b1 = new B1();
    B2 * b2 = new B2();
    foo(b1);
    foo(b2);
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

NOT NULL
NULL

可見b1是能轉(zhuǎn)換成功的，b2不能成功，因?yàn)殡m然b1和b2都是A的實(shí)例，但是b2不是B1的實(shí)例。

前面我們介紹了dynamic_cast的使用場(chǎng)景，現(xiàn)在我們介紹dynamic_cast是如何工作的；代碼說(shuō)明問(wèn)題：

#include <stdio.h>
#include <string>

class A {
public:
    virtual ~A() {}
};
class B: public A {};

void foo(A * pa) {
    B * vb = dynamic_cast<B *>(pa);
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    B * b = new B();
    foo(b);
    return 0;
}

類A是類B的父類，我們看生成的foo()函數(shù)代碼:

_Z3fooP1A:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    subq    $32, %rsp
    movq    %rdi, -24(%rbp)
    movq    -24(%rbp), %rax
    testq   %rax, %rax
    jne .L9
    movl    $0, %eax
    jmp .L10
.L9:
    movl    $0, %ecx
    movl    $_ZTI1B, %edx
    movl    $_ZTI1A, %esi
    movq    %rax, %rdi
    call    __dynamic_cast
.L10:
    movq    %rax, -8(%rbp)
    leave
    ret

首先驗(yàn)證參數(shù)pa是否為NULL，如果是則直接返回NULL，如果不是則調(diào)用C++ lib庫(kù)函數(shù)__dynamic_cast。

庫(kù)函數(shù)__dynamic_cast需要四個(gè)參數(shù)：

extern "C" void*
  __dynamic_cast (const void *v,
                  const abi::__class_type_info *src,
                  const abi::__class_type_info *dst,
                  std::ptrdiff_t src2dst_offset)

參數(shù)聲明為：

1. v: source對(duì)象地址，NOT NULL(前面源代碼我們看的如果是NULL就不會(huì)進(jìn)到這兒來(lái)了)，并且由于source是多態(tài)的，那么source對(duì)象的第一個(gè)域是指向虛函數(shù)表的指針。
2. src: source對(duì)象的類類型
3. dat: destination對(duì)象的類類型
4. 這個(gè)參數(shù)我也沒(méi)弄清楚，但是當(dāng)src是dst的基類時(shí)為-2，當(dāng)src和dst不相干時(shí)為0。

關(guān)于這個(gè)函數(shù)的詳細(xì)說(shuō)明搜搜C++ ABI文檔，比如： https://android.googlesource.com/platform/abi/cpp/+/6426040f1be4a844082c9769171ce7f5341a5528/src/dynamic_cast.cc

#define DYNAMIC_CAST_NO_HINT -1
#define DYNAMIC_CAST_NOT_PUBLIC_BASE -2
#define DYNAMIC_CAST_MULTIPLE_PUBLIC_NONVIRTUAL_BASE -3
  /* v: source address to be adjusted; nonnull, and since the
   *    source object is polymorphic, *(void**)v is a virtual pointer.
   * src: static type of the source object.
   * dst: destination type (the "T" in "dynamic_cast<T>(v)").
   * src2dst_offset: a static hint about the location of the
   *    source subobject with respect to the complete object;
   *    special negative values are:
   *       -1: no hint
   *       -2: src is not a public base of dst
   *       -3: src is a multiple public base type but never a
   *           virtual base type
   *    otherwise, the src type is a unique public nonvirtual
   *    base type of dst at offset src2dst_offset from the
   *    origin of dst.
   */

下面我們?cè)倏磗rc(class A)和dst(class B)兩個(gè)參數(shù)的值定義：

_ZTS1B:
    .string "1B"
_ZTS1A:
    .string "1A"
_ZTI1B:
    .quad   _ZTVN10__cxxabiv120__si_class_type_infoE+16
    .quad   _ZTS1B
    .quad   _ZTI1A
_ZTI1A:
    .quad   _ZTVN10__cxxabiv117__class_type_infoE+16
    .quad   _ZTS1A

參數(shù)src的類型時(shí)$_ZTI1A， 參數(shù)dst的類型時(shí)$_ZTI1B；從內(nèi)容可以看出這兩個(gè)類型的定義也是不一樣的

1. $_ZTI1A的類型是__class_type_info
2. $_ZTI1B的類型是__si_class_type_info，是__class_type_info的子類；子類包含一個(gè)指向父類類類型的指針：
   const __class_type_info* __base_type;

參閱 /usr/include/c++/4.4.4/cxxabi.h

所有這些類的類型信息都在應(yīng)用程序啟動(dòng)的時(shí)候，在main函數(shù)入口之前注冊(cè)到全局變量里，使得在用戶程序能夠訪問(wèn)到他們。

最后總結(jié)一下dynamic_cast的使用場(chǎng)景

1. dynamic_cast用來(lái)實(shí)現(xiàn)指針類型的轉(zhuǎn)化。
2. dynamic_cast如果轉(zhuǎn)化成功則返回指向目標(biāo)類型的指針，如果轉(zhuǎn)換不成功返回NULL。
3. dynamic_cast要求src必須是多態(tài)的，因?yàn)閐ynamic_cast需要從類的虛函數(shù)表表中獲得類類型信息。
4. dynamic_cast最常見的用法是從一個(gè)抽象基類轉(zhuǎn)換到具體的實(shí)現(xiàn)類。

當(dāng)一個(gè)父類有多種子類時(shí)，如果目前有一個(gè)指向父類的指針，但是我們不知道指向父類的指針實(shí)際上指向的是哪一種子類，可以使用dynamic_cast<Child *>來(lái)判斷，如果返回不是NULL，說(shuō)明這是一個(gè)指向Child子類的指針，否則就不是。