如何攻克 C++ 中复杂的类型转换？( 三 ) _小知识

在绝大多数情况下，静态类型与动态类型都是必须一致的，如果不一致，将发生隐式类型转换或引发编译错误。当且仅当使用基类的指针或引用存储继承类对象时，变量的静态类型与动态类型将不一致。
此时，虽然看上去发生了向上类型转换，但实际上并未发生，此过程称为动态绑定。
一个变量的静态类型，决定了由此变量能够访问到的成员名称。当静态类型是基类指针或引用时，即使变量存放的是继承类对象，也只能够访问到基类中声明的成员名称。
即：如果发生向上类型转换的类型是类的指针或引用，则将以丢失继承类部分的成员名称为代价进行向上类型转换。
但由于虚函数的存在，访问成员名称所得到的实际成员函数将不一定与静态类型保持一致，此性质是 C++ 多态的核心。虚函数相关话题与本文无关，这里不再详述。
5.2 阻止向上类型转换
让我们重新思考这样一个问题：为什么继承类可以访问基类的成员？
不难发现，“继承类可以访问基类成员”这一性质并不是天经地义的，因为继承类中并没有“复制粘贴”一个基类，而只有继承类本身的部分，故原则上继承类虽然继承了基类，但其本身仍然是没有能力访问基类的成员的。
继承类对象之所以能够访问基类成员，是因为在进行这样的访问时，继承类的 this 指针通过向上类型转换操作转换成了一个基类类型的指针，然后以基类指针的身份访问到了基类的成员。
如果希望阻止这种隐式的向上类型转换呢？
让我们认真考察 public、protected 与 private 这三个关键字。
按照常规的解读，这三个关键词用于限定类的用户的访问权，需要注意的是：“类的用户”不仅指类实例，也指继承此类的类。
说明如下：

public：当用于访问说明符时，表示对类的一切用户可见；用于继承时，表示继承时不修改基类的一切访问说明符
protected：当用于访问说明符时，表示仅对类的继承用户可见，对类的实例用户不可见；用于继承时，表示将基类的一切 public 访问说明符在继承类中修改为 protected
private：当用于访问说明符时，表示对一切类的用户均不可见；用于继承时，表示将基类的一切 public 和 protected 访问说明符在继承类中修改为 private

上述描述中，“将基类的xxx访问说明符在继承类中修改为xxx”是一个很奇怪且魔幻的描述，我们不禁要思考，为什么 C++ 会给出这样的三种继承模式？又为什么要“伴随着继承修改访问说明符”呢？
如果我们从向上类型转换这一角度思考，就能得出答案：

public：不阻止任何用户进行向上类型转换
protected：阻止类的实例用户进行向上类型转换
private：阻止一切用户进行向上类型转换

由此我们可知，“修改访问说明符”是一种访问说明符在继承时的作用的较为直观的理解，而其真正意义是阻止向上类型转换。
参考以下代码：
struct A {};
struct B: A {}; // 不阻止任何B类的用户向A进行类型转换
struct C: protected A {}; // 阻止C类的实例用户向A进行类型转换
struct D: private A {}; // 阻止D类的一切用户向A进行类型转换
struct E: B { void test { static_cast<A *>(this); } }; // B类的继承类用户可以向A进行类型转换
struct F: C { void test { static_cast<A *>(this); } }; // C类的继承类用户可以向A进行类型转换
struct E: D { void test { static_cast<A *>(this); } }; // Error！D类的继承类用户不可以向A进行类型转换
int main
{
static_cast<A *>(new B); // B类的实例用户可以向A进行类型转换
static_cast<A *>(new C); // Error！C类的实例用户不可以向A进行类型转换
static_cast<A *>(new D); // Error！D类的实例用户不可以向A进行类型转换
}
上述代码中，类 B、C、D 分别以三种不同的访问说明符继承自类 A，同时，我们分别为类B、C、D 各定义了一个继承类用户和一个实例用户。
由此可见，public 继承将不阻止类的任何用户进行向上类型转换，而 private 继承将阻止类的一切用户进行向上类型转换，protected 继承只阻止类的实例用户进行向上类型转换，但不阻止类的继承类用户进行向上类型转换。
5.3 多重继承与向上类型转换
对于多重继承，其向上类型转换对于同一继承层的多个基类是全面进行的。