Покажчик базового класу може вказувати на похідний об'єкт класу. Чому навпаки не відповідає дійсності?

Покажчик базового класу може вказувати на похідний об'єкт класу. Чому навпаки неправда без кастингу? Логічно, що базовий клас не матиме достатньо інформації про похідний клас, але похідний клас також повинен мати інформацію про базовий клас. Тут мені не вистачає деяких основ.

Якщо я скажу вам, що у мене є собака, ви можете сміливо припустити, що у мене є домашня тварина.

Якщо я скажу вам, що у мене є домашня тварина, ви не знаєте, чи є ця тварина собакою, це може бути кішка або, можливо, навіть жираф. Не знаючи додаткової інформації, ви не можете впевнено припустити, що у мене є собака.

так само похідний об'єкт є об'єктом базового класу (оскільки це підклас), тому на нього може вказувати покажчик базового класу. Однак об'єкт базового класу не є похідним об'єктом класу, тому його неможливо присвоїти покажчику похідного класу.

(Скрип, який ви зараз почуєте, є аналогією розтягування)

Припустимо, ви зараз хочете купити мені подарунок для мого вихованця.

За першим сценарієм ви знаєте, що це собака, ви можете купити мені повідець, всі задоволені.

За другим сценарієм я не сказав вам, що таке мій улюбленець, тому, якщо ви все одно збираєтеся купити мені подарунок, вам потрібно знати інформацію, яку я вам не розповідав (або просто здогадайтеся), ви купуєте мені повідець виявляється у мене справді була собака, всі задоволені.

Однак якщо у мене насправді була кішка, то ми тепер знаємо, що ви зробили невдале припущення (кидок) і у вас нещасна кішка на повідку (помилка виконання).

У нас є два об’єкти.

class A {
   int a;
};

class B : A {
   int b;
};

Виділіть екземпляр B. Ми можемо взаємодіяти з цим як a A*або a B*.

Виділіть екземпляр A. Якби ми відкинули його до B*, чи слід виділити місце для члена b?

Е, тому що базовий клас не є похідним класом.

Коли у вас є дійсний вказівник на тип, ви говорите, що об’єкт, на який вказано, матиме певні дані в певних місцях, щоб ми могли їх знайти. Якщо у вас є вказівник на похідний об'єкт, ви гарантуєте, що об'єкт, на який спрямовано, містить усі члени даних похідних даних, але коли ви вказуєте на базу, то це фактично не має цього, і Bad Things Happen ™.

Однак Derived гарантовано має всі члени базових даних у тих самих місцях. Ось чому вказівник на Base насправді може вказувати на Derived.

Оскільки похідний клас включає все, що є в базовому класі. Але базовий клас не включає все, що є у похідному класі.

Не рекомендується вводити тип базового класу до похідного класу. Що станеться, якщо ви спробуєте отримати доступ до членів, які не є частиною базового класу?

Це справедливо, оскільки тигр - це тварина:

    Animal * pAnimal = new Tiger();

Це не відповідає дійсності, оскільки неправда, що об’єктом є отрута-жаба.

    PoisonDartFrog * pPoisonDartFrog = new GenericFrog();

class Base
{
public:
    int a;
}

class Derived : public Base
{
public:
    float b;
}

Base * pBase = new Base();
pBase->a = 7; // setting the value of a in the base

// make a pDerived that points to the SAME DATA as pBase
Derived * pDerived = pBase;
pDerived->a = 5; // this would be okay, base has a public member 'a'
pDerived->b = 0.2f; // error pBase has no data member b and pDerived
                    // points to the SAME DATA as pBase

Оскільки C ++ - це статично набрана мова, і дозволяючи неявні перетворення Base-to-Derived може порушити систему типів. Bjarne Stroustrup не хотів помилок виконання "повідомлення не зрозуміло".

Коротка відповідь

class A{
    public: 
        method1();
};

class B: public A{
    public: 
        method2();
};


int main(){

// Case 1
A* ptr_base = new B();
// Here I can call all the methods in A by ptr_base even though it is assigned B ...
// ... because B is derived from A and has all the information about methods of A
// Case 2
B* ptr_derived = new A(); // this will cause error
// Now here ptr_derived is assigned information of A ...
// ... So with this information can I call (*ptr_derived).method2(); ?...
// ... the answer is No because A does not have information of method2() ...;
// ... thus this declaration loses its meaning and hence error.
return 0;
}

Оскільки вказівник базового класу може вказувати на екземпляр базового класу або будь-якого похідного типу. Похідний покажчик може вказувати лише на цей похідний тип або будь-який його підклас.

struct Base {};
struct Derived : Base {};
struct Derived2 : Base {};
Base* p = new Derived(); //Fine, Derived inherits from Base
Derived* d = new Base(); //Not fine, Base is not an instance of nor derived from Derived.
Derived* d2 = new Derived2(); // Also not fine, Derived2 derives from Base, but is not related to Derived.

Що стосується причини: Загалом базовий покажчик є більш загальним, ніж похідний покажчик. Як такий він менше знає про успадкований тип. Похідний вказівник не може бути призначений вказівником на базовий тип без кастингу просто тому, що він не може визначити, чи є базовий вказівник похідним типом або одним з його дочірніх елементів.

Якщо призначити адресу з покажчика базового класу в покажчик похідного класу, ви можете потенційно призначити об’єкт базового класу похідному покажчику класу. Ви ризикуєте отримати доступ до членів похідного класу, коли у вас немає похідного класу. Тоді як похідні методи класу працюють на базовому класі, вони роблять це лише в тому випадку, якщо метод не отримує доступу до даних членів похідного класу.

Це величезний ризик.

Тож ми змушуємо вас взяти участь у кастингу, щоб вам довелося визнати заяву про відмову від відповідальності (ви можете допустити дурну помилку, будьте обережні).

Це тому, що "тип вказівника - це тип об’єкта, на який вказує вказівник". Так,

1. Якщо ми маємо покажчик базового типу (* B):

тоді ми очікуємо об'єкт базового типу (і хотів би отримати доступ до його функціональних можливостей) за адресою, вказаною B, і якщо ми отримаємо об'єкт похідного типу за цією адресою, тоді ми також зможемо отримати доступ до необхідних функціональних можливостей. Це тому, що похідний тип - це базовий тип.

2. Якщо ми отримали покажчик типу (* D):

тоді ми очікуємо об'єкт похідного типу за адресою, вказаною D, і якщо ми отримаємо там об'єкт базового типу, то ми не зможемо отримати доступ до інформації про похідний клас з об'єкта базового типу, оскільки базовий тип не є похідним типом.

Дії говорять більше, ніж слова. У дитини також може бути об'єкт батьківського класу. якщо ви добре розумієте вказівники, обмеження для вас відсутні. Внизу код надрукував обидва значення покажчиком дочірнього класу (який мав об’єкт батьківського класу). Також довів, що надрукувавши свою адресу. Будь-які пропозиції вітаються!

#include<iostream>
using namespace std;
class Baap{
    public:
        int a;
        void hoo(){ cout<<"hoo\n"; cout<<a;}
};

class Beta:public Baap{
    public:
        int a;
        int b;
        void hee(){ cout<<"hee\n"; }
};

int main(){
    Baap baap;
    baap.a=1;
    Beta *beta=(Beta*)&baap;
    baap.a=3;
    beta->hee();
    beta->hoo();
    cout<<"\n beta = "<<beta<<"\n&baap = "<<&baap;
    return 0;
}
//output
 hee                                                                                                                           
 hoo                                                                                                                           
 3                                                                                                                             
  beta = 0x7ffd11dd3834                                                                                                        
 &baap = 0x7ffd11dd3834 

Взагалі, вказівник одного типу не може вказувати на об'єкт іншого типу. Однак є важливий виняток із цього правила, який стосується лише похідних класів.

У цій ситуації вказівник типу BASE*може вказувати на об'єкт типу Derived, тобто вказівник базового класу може вказувати на похідний об'єкт класу, але навпаки не відповідає дійсності, оскільки базовий об'єкт не є об'єктом підкласу.