为何允许基类强制转换为派生类？此类转换输出结果解析

咱们先把问题捋清楚：明明基类对象不能直接转成派生类对象，但代码里通过C风格强制转换把A对象的地址转成了B*指针，调用pb->foo()输出了B::foo()，调用pb->fun()却输出了A::fun()，这两种不同的结果到底是怎么回事？

先看一下你提供的代码：

#pragma
#include "pch.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class A {
public:
    void foo() {
        printf("A::foo()\n");
    }
    virtual void fun() {
        printf("A::fun()\n");
    }
};
class B : public A {
public:
    void foo() {
        printf("B::foo()\n");
    }
    void fun() {
        printf("B::fun()\n");
    }
};
int main(void) {
    A a;
    B *pb = (B*)&a;
    pb->foo();
    pb->fun();
    return 0;
}

接下来咱们分两部分解释这两个函数的调用逻辑：

1. 为什么pb->foo()会调用B::foo()？ #

foo()是非虚成员函数，C++对非虚函数的调用采用静态绑定——也就是说，编译器在编译阶段就已经确定了要调用哪个函数，完全看指针/引用的声明类型，和指针实际指向的对象类型无关。

在代码里，pb的声明类型是B*，所以编译器在编译pb->foo()的时候，直接就把这个调用绑定到了B::foo()，哪怕pb实际指向的是一个A类型的对象，也不会影响这个绑定结果。

2. 为什么pb->fun()会调用A::fun()？ #

fun()是虚成员函数，C++对虚函数的调用采用动态绑定——运行阶段才会根据对象的实际类型来确定调用哪个函数。

这里的关键是：每个包含虚函数的类对象，内部都会有一个虚表指针（vptr），指向该类对应的虚表（vtable），虚表里存储了该类所有虚函数的地址。当你创建A类型的对象a时，它的vptr指向的是A类的虚表，而A类虚表里的fun对应的就是A::fun()的地址。

虽然你把&a强制转换成了B*，但对象a本身的内存结构并没有改变——它依然是A类型，vptr还是指向A的虚表。所以运行时调用pb->fun()的时候，会通过vptr找到A的虚表，最终调用A::fun()。

最后要提醒一句：这种把基类对象地址强制转换成派生类指针的行为是不安全的，属于未定义行为的范畴。如果B类有自己的成员变量，用这个指针去访问的话，很可能会导致内存越界、程序崩溃等问题，实际开发中千万不要这么写。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AndyLi