19.9  boost::polymorphic_cast

通常情况下强制并不一定得像接口强制那样复杂。事实上，通常我们遇到的强制与接口强制相比要简单得多。

在[Stro1997]中，Bjarne Stroustrup给读者出了一道练习题，让读者去实现一个模板形式的ptr_cast，要求是它必须像dynamic_cast那样工作，但与dynamic_cast不同的是，如果转换失败的话，它对指针和引用类型同样都可能抛出bad_cast异常。Bjarne Stroustrup实际上等于是在说"编写一个模板ptr_cast，它像dynamic_cast那样工作，不同的是，如果转换失败，它会抛出bad_cast异常，而不是返回0。"除了其名字"ptr_cast"之外，如果注意一下它的其他方面，你同样会发现，ptr_cast只能对指针进行强制，不过毫无疑问这正是对它通常被采用的含义的正确解释。Boost中的polymorphic_cast的实现如下：

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

try  
{  
  Base    *b = new Base();  
  Derived *d = boost::polymorphic_cast<Derived*>(a);  
}  
catch(std::bad_cast &x)  
{  
  . . .  
}  

polymorphic_cast将它的形参x声明为一个指针的做法（即x的类型是Source*，而并非Source或Source&）乍一看比较奇怪，毕竟编译器能够推导出参数类型。然而实际上这样做是有目的的，因为一旦将x显式声明为指针，该强制就被限制为不能被用在除指针之外的其他类型上。

如果我们采取一个更为严格的解释，也就是说，ptr_cast既可以被用在引用上又可以被用在指针上，两种情况下，当转换失败时，它都会抛出bad_cast异常，这样一来，事情又会发生怎样的变化呢？我在网上快速地搜索了一遍，结果只发现非常少的ptr_cast，因此我猜测这个问题肯定非常棘手。对此我所能提出的最好的解决方案是在一个早晨--经过了非常艰苦的思考之后--才想出来的，如程序清单19.20所示：

程序清单19.20

template <typename T> 
struct ptr_cast  
{  
public:  
  typedef typename base_type_traits<T>::cv_type cv_type;  
  typedef cv_type                                     &reference;  
  typedef cv_type                                     *pointer;  
public:  
  template <typename Source> 
  ptr_cast(Source &s)  
    : m_p(&dynamic_cast<Target>(s))  
  {  
    // 什么也不做，因为dynamic_cast对引用类型转换失败会抛出异常  
  }  
  template <typename Source> 
  ptr_cast(Source *s)  
    : m_p(dynamic_cast<Target>(s))  
  {  
    if(NULL == m_p)  
    {  
      throw std::bad_cast();  
    }  
  }  
  ptr_cast(pointer_type pt)  
    : m_p(pt)  
  {}  
  ptr_cast(reference_type t)  
    : m_p(&t)  
  {}  
public:  
  operator reference () const  
  {  
    return const_cast<reference>(*m_p);  
  }  
  operator pointer () const  
  {  
    return const_cast<pointer>(m_p);  
  }  
protected:  
  pointer m_p;  
};  

ptr_cast使用base_type_traits模板（见19.7节）来推导出恰当的带cv限定的基类型（base type）。该类型然后被用来合成对应的指针类型和引用类型，而后两者又被用来定义两个对应的隐式转换操作符，它们负责将转换后的值返回给调用方。这个问题的最后一个环节是，dynamic_cast用在指针身上的返回值会被测试是否为NULL，如果dynamic_cast转换失败从而返回的是NULL的话，就会导致抛出一个bad_cast异常。

现在，我们可以将它用于指针和引用上了。

class X  
{};  
class D  
{};  
D d;  
dynamic_cast<X&>(d);  // 抛出bad_cast  
ptr_cast<X&>(d);       // 抛出bad_cast  
dynamic_cast<X*>(&d); // 返回NULL  
ptr_cast<X*>(&d);      // 抛出bad_cast  

该实现只在那些支持模板局部特化的编译器上可以工作，这样，Visual C++(www.cppentry.com)（6.0和7.0）以及Watcom就立即出局了，因为它们都不支持局部特化。实际上的实现针对Borland作了一些迂回处理，另外，在GCC上，如果向它传递一个指向中间临时变量而不是单独的变量的指针，GCC就会给出一个二义性错误。但是在CodeWarrior、Comeau、Digital Mars、Intel以及Visual C++(www.cppentry.com)7.1上，所有情况下工作得都同样出色。

当然，如果可能的话，使用一个统一的方式去处理指针和引用是个更为诱人的想法，但考虑到这个版本的实现的"不彻底性"，我们就不难想象为什么Boost中的实现要将其自身限制在只能处理指针的前提下了。