C++ 上下行转换（类对象、继承）

前言

在C++中，类型转换是常见的编程操作。上下行转换是类型转换的重要概念，其主要内容是关于在C++中两个有继承关系的类的相互转换。

上行转换

上行转换是指将派生类的对象转换为基类的对象。这是自动且安全的，因为派生类对象包含所有基类的信息。

代码示例

class Parent
{
public:
    int getValue()
    {
        return i;
    }
    
private:
    int i = 1;
};

class Child : public Parent
{
public:
    int getValue()
    {
        return d;
    }

private:
    int d = 2;
};

int main()
{
    Child c;
    cout << c.getValue() << endl; 

    Parent* p = &c;
    cout<getValue()<

输出结果

2
1

在该段代码中，Child重写了父类Parent的getValue函数，使其获取的变量值从i变为自身独有变量d；所以在没有上行转换时，类Child实例对象c调用的是类Child内的getValue函数；而在进行了上行转换后，对象c调用的是类Parent内的getValue函数

下行转换

下行转换是指将基类的对象转换为派生类的对象。这通常不是自动的，并且需要显式地进行类型转换。在C++中，可以使用 dynamic_cast 来尝试下行转换，它会检查转换是否安全。如果转换失败，则 dynamic_cast 返回一个空指针或对非指针类型抛出异常。

代码示例

class Parent
{
public:
    virtual int getValue()
    {
        cout << "下行转换::父类" << endl;
        return i;
    }

private:
    int i = 1;
};

class Child : public Parent
{
public:
    int getValue() override
    {
        cout << "下行转换::子类" << endl;
        return d;
    }

    void setValue(int value)
    {
        d = value;
    }

private:
    int d = 2;
};  

int main()
{
    Parent* p = new Parent();
    p->getValue();
    
    Child* c = dynamic_cast(p);
    c->getValue();
    return 0;
}

输出结果

下行转换::父类

在代码示例中，我们实例一个父类对象，然后用dynamic_cast()将其赋值给一个子类Child指针 。最后执行getvalue函数，打印信息到终端。从输出结果来看， c->getValue();执行存在问题，没有打印相关信息。

结论

• 上行转换是安全的
• 下行转换时不安全的

分析

在系统中，我们的代码存储在内存中。系统执行代码，也是需要找到代码的地址。在下行转换后，对象无法找到子类的相关函数，所以执行出现问题；

通俗理解：
如果将父类比作集装箱，继承父类的子类比作一辆载着集装箱的卡车；
那么上行转换就是：存在一辆载着集装箱的卡车，我们从看整体（车和集装箱）变为 仅看集装箱，虽然我们的视角固定在集装箱上，但是车也是存在的；
相对而言，下行转换就是：存在一个集装箱，我们的视角从仅看集装箱 改变为看整体，但是这个整体只有集装箱，没有车。所以我们看不到车；