方法: C++/CLI で safe_cast を使用する

[アーティクル]
04/03/2023

この記事では、C++/CLI アプリケーションで safe_cast を使用する方法について説明します。 C++/CX での safe_cast について詳しくは、「safe_cast」をご覧ください。

アップキャスト

アップキャストは、派生型から、そのいずれかの基底クラスへのキャストです。このキャストは安全であり、明示的なキャスト表記は必要ありません。次の例は、safe_cast を使用する場合と使用しない場合の両方について、アップキャストの実行方法を示したものです。

// safe_upcast.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
interface class A {
   void Test();
};

ref struct B : public A {
   virtual void Test() {
      Console::WriteLine("in B::Test");
   }

   void Test2() {
      Console::WriteLine("in B::Test2");
   }
};

ref struct C : public B {
   virtual void Test() override {
      Console::WriteLine("in C::Test");
   };
};

int main() {
   C ^ c = gcnew C;

   // implicit upcast
   B ^ b = c;
   b->Test();
   b->Test2();

   // upcast with safe_cast
   b = nullptr;
   b = safe_cast<B^>(c);
   b->Test();
   b->Test2();
}

in C::Test
in B::Test2
in C::Test
in B::Test2

ダウンキャスト

ダウンキャストは、基底クラスから、その基底クラスの派生クラスへのキャストです。ダウンキャストが安全なのは、実行時にアドレス指定されたオブジェクトが、実際に派生クラスオブジェクトを指している場合だけです。 static_cast とは異なり、safe_cast では動的チェックが実行され、変換に失敗した場合は InvalidCastException がスローされます。

// safe_downcast.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

interface class A { void Test(); };

ref struct B : public A {
   virtual void Test() {
      Console::WriteLine("in B::Test()");
   }

   void Test2() {
      Console::WriteLine("in B::Test2()");
   }
};

ref struct C : public B {
   virtual void Test() override {
      Console::WriteLine("in C::Test()");
   }
};

interface class I {};

value struct V : public I {};

int main() {
   A^ a = gcnew C();
   a->Test();
   B^ b = safe_cast<B^>(a);
   b->Test();
   b->Test2();

   V v;
   I^ i = v;   // i boxes V
   V^ refv = safe_cast<V^>(i);

   Object^ o = gcnew B;
   A^ a2= safe_cast<A^>(o);
}

in C::Test()
in C::Test()
in B::Test2()

ユーザー定義の変換を使用した safe_cast

次のサンプルでは、safe_cast を使用してユーザー定義の変換を呼び出す方法を示しています。

// safe_cast_udc.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
value struct V;

ref struct R {
   int x;
   R() {
      x = 1;
   }

   R(int argx) {
      x = argx;
   }

   static operator R::V^(R^ r);
};

value struct V {
   int x;
   static operator R^(V& v) {
      Console::WriteLine("in operator R^(V& v)");
      R^ r = gcnew R();
      r->x = v.x;
      return r;
   }

   V(int argx) {
      x = argx;
   }
};

   R::operator V^(R^ r) {
      Console::WriteLine("in operator V^(R^ r)");
      return gcnew V(r->x);
   }

int main() {
   bool fReturnVal = false;
   V v(2);
   R^ r = safe_cast<R^>(v);   // should invoke UDC
   V^ v2 = safe_cast<V^>(r);   // should invoke UDC
}

in operator R^(V& v
in operator V^(R^ r)

safe_cast とボックス化の操作

ボックス化

ボックス化は、コンパイラによって挿入される、ユーザー定義の変換として定義されます。したがって、safe_cast は CLR ヒープ上の値をボックス化するために使用できます。

次のサンプルでは、単純型とユーザー定義の値型を使って、ボックス化の方法を示しています。 safe_cast は、ネイティブスタック上にある値型の変数をボックス化して、ガベージコレクションヒープ上の変数に代入できるようにします。

// safe_cast_boxing.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

interface struct I {};

value struct V : public I {
   int m_x;

   V(int i) : m_x(i) {}
};

int main() {
   // box a value type
   V v(100);
   I^ i = safe_cast<I^>(v);

   int x = 100;
   V^ refv = safe_cast<V^>(v);
   int^ refi = safe_cast<int^>(x);
}

次のサンプルは、safe_cast 操作において、ユーザー定義の変換よりもボックス化が優先されることを示しています。

// safe_cast_boxing_2.cpp
// compile with: /clr
static bool fRetval = true;

interface struct I {};
value struct V : public I {
   int x;

   V(int argx) {
      x = argx;
   }

   static operator I^(V v) {
      fRetval = false;
      I^ pi = v;
      return pi;
   }
};

ref struct R {
   R() {}
   R(V^ pv) {}
};

int main() {
   V v(10);
   I^ pv = safe_cast<I^>(v);   // boxing will occur, not UDC "operator I^"
}

ボックス化解除

ボックス化解除は、コンパイラによって挿入される、ユーザー定義の変換として定義されます。したがって、safe_cast は CLR ヒープ上の値をボックス化解除するために使用できます。

ボックス化解除はユーザー定義の変換ですが、ボックス化と違って、明示的に行う必要があります。つまり、ボックス化解除は、static_cast、C スタイルキャスト、または safe_cast によって実行する必要があります。ボックス化解除を暗黙的に実行することはできません。

// safe_cast_unboxing.cpp
// compile with: /clr
int main() {
   System::Object ^ o = 42;
   int x = safe_cast<int>(o);
}

次の例では、値型とプリミティブ型のボックス化を解除しています。

// safe_cast_unboxing_2.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

interface struct I {};

value struct VI : public I {};

void test1() {
   Object^ o = 5;
   int x = safe_cast<Int32>(o);
}

value struct V {
   int x;
   String^ s;
};

void test2() {
   V localv;
   Object^ o = localv;
   V unboxv = safe_cast<V>(o);
}

void test3() {
   V localv;
   V^ o2 = localv;
   V unboxv2 = safe_cast<V>(o2);
}

void test4() {
   I^ refi = VI();
   VI vi  = safe_cast<VI>(refi);
}

int main() {
   test1();
   test2();
   test3();
   test4();
}

safe_cast とジェネリック型

次のサンプルでは、safe_cast を使用して、ジェネリック型とのダウンキャストを実行する方法を示しています。

// safe_cast_generic_types.cpp
// compile with: /clr
interface struct I {};

generic<class T> where T:I
ref struct Base {
   T t;
   void test1() {}
};

generic<class T> where T:I
ref struct Derived:public Base <T> {};

ref struct R:public I {};

typedef Base<R^> GBase_R;
typedef Derived<R^> GDerived_R;

int main() {
   GBase_R^ br = gcnew GDerived_R();
   GDerived_R^ dr = safe_cast<GDerived_R^>(br);
}

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