Boost的转换函数polymorphic_cast和polymorphic_downcast

Boost的转换函数（一）

Boost的转换函数是对C++中的四种类型转换函数（const_cast，reinterpret_cast，static_cast，dynamic_cast）的一些补充和扩展，在阅读本文前，请先熟悉C++中的四种类型转换函数相关知识。

• polymorphic_cast

C++提供了dynamic_cast来实现运行时的类型转换，但是如果用来转换指针时，需要记得检查返回值（这是很多程序员容易忘掉的地方），否则一旦转换失败，将获得一个NULL指针，无异于给程序埋下了一个定时炸弹。

Boost的polymorphic_cast在dynamic_cast的基础上增加了对返回值的检测，如果转换失败，它就会抛出std::bad_cast异常。其函数体如下：

template <class Target, class Source>
inline Target polymorphic_cast(Source* x BOOST_EXPLICIT_DEFAULT_TARGET)
{
    Target tmp = dynamic_cast<Target>(x);
    if ( tmp == 0 ) throw std::bad_cast();
    return tmp;
}

虽然抛异常增加了开销，但使用起来却更加简单了。

• polymorphic_downcast

由于抛出异常会降低程序的效率，而且dynamic_cast更会查询一个type_info结构来确定正确的类型，所以不管是空间上的成本还是时间上的成本，都会大大增加。在一些应用场景中，只需要在编译期间进行类型转换即可。这时我们可以使用static_cast来实现编译期间的类型转换，但static_cast可能导致错误的类型转换：

struct A
{ 
    virtual ~A(){} 
};

class B:public A{}; 
class C:public A{}; 

int main()
{ 
    A *pa = new C(); 
    B *pb = static_cast<B*>(pa); 
}

对于上述程序，虽然pa和pb间没有继承关系，但是这个转换却可以通过，运行时也不会报任何错误，可一旦对pb进行访问，就会得到错误的结果甚至直接导致程序死掉。

polymorphic_downcast就巧妙的解决的这一问题，首先还是先看看它的定义：

template <class Target, class Source>
inline Target polymorphic_downcast(Source* x BOOST_EXPLICIT_DEFAULT_TARGET)
{
    BOOST_ASSERT( dynamic_cast<Target>(x) == x ); // detect logic error
    return static_cast<Target>(x);
}

从它的定义可以看出，在运行Release模式下，它和是static_cast一样的，也就是说它的Release版具有和static_cast一样的开销。但在Debug模式下，它会首先进行一次动态转换，而一旦类型不匹配，就会抛出异常。

在上述程序中，如果用polymorphic_downcast来替换static_cast的话，我们可以先在Debug模式下运行程序，如果有错误的类型转换，将很容易的检测出来。待改正所有的错误后，再发布Release版，这样即没有动态转换造成的开销，又杜绝了错误的类型转换。