C++ 函数继承详解：什么是向上转型和向下转型？

继承中，向上转型将派生类转换为基类，向下转型将基类转换为派生类。向上转型安全，信息可能丢失；向下转型危险，须确保存在对应派生类，否则返回 nullptr。

C++ 函数继承中的向上转型和向下转型

在面向对象编程中，继承是类层次结构的关键概念。当一个类继承了另一个类（基类）时，继承类（派生类）将继承基类的属性和方法。

向上转型

向上转型是指将派生类对象转换为基类对象的引用或指针。这种类型转换是安全的，因为派生类对象包含所有基类对象的数据和方法，但它可能导致信息的丢失，因为派生类的特有方法和数据在转换后将不可访问。

语法：

基类* 指针 = &派生类对象;

向下转型

向下转型是指将基类对象转换为派生类对象的引用或指针。这种类型转换是危险的，因为它可能导致无效的强制类型转换。只有当派生类对象确实存在于基类对象中时，向下转型才有效。

语法：

派生类* 指针 = dynamic_cast(基类对象);

dynamic_cast 操作符将执行运行时类型检查，以确保转换是安全的。如果转换无效，dynamic_cast 将返回 nullptr。

实战案例

假设我们有一个 Shape 类作为基类，它有一个 getArea() 方法来计算形状的面积。派生类 Square 继承了 Shape 类，并添加了一个 getWidth() 方法来获取正方形的宽度。

Shape.h

class Shape {
public:
    virtual double getArea() const = 0;
};

Square.h

class Square : public Shape {
public:
    explicit Square(double width);
    double getArea() const override;
    double getWidth() const;
private:
    double width;
};

main.cpp

#include "Shape.h"
#include "Square.h"

int main() {
    // 创建一个正方形对象
    Square square(5.0);

    // 将正方形对象向上转型为形状对象
    Shape* shape = □

    // 通过形状对象调用 getArea() 方法
    double area = shape->getArea();
    std::cout << "正方形的面积： " << area << std::endl;

    // 将形状对象向下转型为正方形对象
    Square* square2 = dynamic_cast(shape);

    // 如果向下转型成功，则调用 getWidth() 方法
    if (square2) {
        double width = square2->getWidth();
        std::cout << "正方形的宽度： " << width << std::endl;
    } else {
        std::cout << "向下转型失败" << std::endl;
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个正方形对象，将其向上转型为形状对象，并调用了 getArea() 方法。然后，我们向下转型形状对象为正方形对象，并调用 getWidth() 方法。

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