Редактировать: перечитывание вашего вопроса и мой ответ заставляют меня сказать это вверху:
Ваше понимание is a в C ++ (полиморфизм в целом) неверно.
A is B означает A has at least the properties of B, possibly more, по определению .
Это совместимо с вашими утверждениями о том, что Dog имеет Pet и что [атрибуты] домашнего питомца [являются] подмножеством [атрибутов] Dog.
Это вопрос определения полиморфизма и наследования. Рисованные вами диаграммы соответствуют представлению в памяти экземпляров Pet и Dog, но вводят в заблуждение при их интерпретации.
Pet* p = new Dog;
Указатель p определен так, чтобы указывать на любой Pet-совместимый объект , который в C ++ является любым подтипом Pet (Примечание: Pet сам по себе является подтипом по определению) , Среда выполнения гарантируется, что при доступе к объекту за p он будет содержать все, что ожидается от Pet, и, возможно, больше . Часть «возможно больше» - это Dog на вашей диаграмме. То, как вы рисуете свою диаграмму, вводит в заблуждение.
Подумайте о расположении членов класса в памяти:
Pet: [pet data]
Dog: [pet data][dog data]
Cat: [pet data][cat data]
Теперь, когда Pet *p указывает на, требуется наличие части [pet data] и, при необходимости, чего-либо еще. Из приведенного выше списка Pet *p может указывать на любой из трех. Пока вы используете Pet *p для доступа к объектам, вы можете получить доступ только к [pet data], потому что вы не знаете, что, во всяком случае, потом . Это контракт, который гласит Это, по крайней мере, домашнее животное, может быть, больше .
На все, на что указывает Dog *d, должны быть [pet data] и [dog data]. Таким образом, единственный объект в памяти, на который он может указывать, это собака. И наоборот, через Dog *d вы можете получить доступ как к [pet data], так и к [dog data]. Аналогично для Cat.
Давайте интерпретируем заявления, которые вас смущают:
Pet* p = new Dog; // [1] - allowed!
Dog* d = new Pet; // [2] - not allowed without explicit casting!
Насколько я понимаю, 1 нельзя допускать без предупреждений
потому что никоим образом указатель не должен быть в состоянии указать на объект
типа своего надмножества (объект Dog является надмножеством Pet) просто
потому что Pet не знает ничего о новых участниках, которые Dog
могли бы объявить (подмножество собак - питомцев на диаграмме выше).
Указатель p ожидает найти [pet data] в том месте, на которое он указывает. Так как правая сторона - это Dog, и каждый Dog объект имеет [pet data] перед [dog data], указывать на объект типа Dog вполне нормально.
Компилятор не знает, что за указателем стоит else , и поэтому вы не можете получить доступ от [dog data] до p.
Объявление позволено , поскольку компилятор может гарантировать наличие [pet data] во время компиляции. (это утверждение явно упрощено от реальности, чтобы соответствовать вашему описанию проблемы)
1 эквивалентно тому, что int * пытается указать на двойной объект!
Между типами int и double нет такого подтипа, как между Dog и Pet в C ++ . Постарайтесь не смешивать их в обсуждении, потому что они разные: вы приводите между значениями от int и double ((int) double явно, (double) int неявно), вы не можете приводить между указателями им . Просто забудь это сравнение.
Что касается [2]: объявление гласит: «d указывает на объект, который имеет [pet data] и [dog data], возможно, больше». Но вы выделяете только [pet data], поэтому компилятор сообщает, что вы не можете этого сделать.
Фактически, компилятор не может гарантировать, что это нормально, и он отказывается от компиляции. Существуют допустимые ситуации, когда компилятор отказывается компилировать, но вы, программист, знаете лучше. Вот для чего static_cast и dynamic_cast. Простейший пример в нашем контексте:
d = p; // won't compile
d = static_cast<Dog *>(p); // [3]
d = dynamic_cast<Dog *>(p); // [4]
[3] всегда будет успешным и приведет к ошибкам, которые трудно отследить, если p на самом деле не Dog.
[4] вернет NULL, если p на самом деле не Dog.
Я настоятельно рекомендую попробовать эти броски, чтобы увидеть, что вы получите. Вы должны получить мусор для [dog data] из static_cast и указатель NULL для dynamic_cast, предполагая, что RTTI включен.