Неверное приведение типа через static_cast это UB или его чтение/изменение это UB?

Question

[Dyikot]

Допустим есть базовый класс StyleableElement. Мне нужно от него два метода. Но проблема такая что тип не полный. И соответсвеенно напрямую я не могу его получить.
Есть для примера следующая функция в шаблонном классе:

void SaveBaseState(StyleableElement& stateOwner, StyleableElement& target) const override
{
    auto& owner = static_cast<TOwner&>(stateOwner);

    if(!owner.HasBaseState(_property)) // UB или нет?
    {
        // other code
    }
}

TOwner это всегда минимум StyleableElement.
Например пусть:
Тип stateOwner - Button, а TOwner - TextBlock. т.е типы не совместимы но при этом они оба StyleableElement. И если я потом вызываю у owner метод класса StyleableElement, то будет UB или нет.

Варианты так не делать (но мне теоритически интересно UB это или нет) тоже есть. По крайней мере я придумал два:
1) Интерфейс
2) Вместо методов использывать friend функции и объявить их в начале заголовочного файла. (почему так нельзя и объявить методы не понимаю)

Comments

[Евгений Шатунов]

1) Интерфейс

Dyikot , интерфейс. А что интерфейс? Идиома не поясняет каким из сотен способов ты планируешь тут ее применять. :)

Тип stateOwner - Button, а TOwner - TextBlock. т.е типы не совместимы но при этом они оба StyleableElement.

Вот такого в твоем коде быть априори не должно. Выход на такой результат говорит только о том, что код надо удалить и переосмыслить.
У каждого объекта есть свой статический и динамический тип. И детерминизм этих типов в каждой строке кода программы является залогом ее безотказной работы. Иного код создавать не должен. Иного - это как у тебя в вопросе.

Вместо методов использывать friend функции и объявить их в начале заголовочного файла.

Это путь к тому чтобы забить на код и отказаться даже переосмыслять его. Результатом будет такой комбинаторный взрыв, что у тебя в один день рука не поднимется продолжить его писать.

И если я потом вызываю у owner метод класса StyleableElement, то будет UB или нет.

Ответ на твой вопрос находится в документации языка. Пункт 7.e.

If expression is not a null pointer value and does not actually point to a base class subobject of an object of type Derived, the behavior is undefined.

И обольщаться трактовками тут не стоит. "base class subobject of an object of type Derived" говорит именно о том, что аргумент каста д.б. именно базовым объектом объекта приводимого типа.

[Dyikot]

Евгений Шатунов, Уже в процессе переделывания. Просто не всегда видно как правильно пока не сделаешь что-то что хотя бы работает. P.S Я привел выше теоретический пример, у меня было реализовано с friend функциями, но стало интересно и такое...

Answer 1

[Пума Тайланд]

Да, UB уже в момент каста. static_cast не делает рантайм-проверку типа (в отличие от dynamic_cast), и если объект реально не TOwner, ссылка невалидна сразу. То что ты потом дёргаешь только базовые методы ничего не спасает — компилятор вправе считать каст валидным и оптимизировать на этом основании. Интерфейс нормальный подход, friend-функции тоже ок.