Question

我知道多重继承的内存布局没有定义，所以我不应该依赖它。但是，我可以在特殊情况下依赖它。也就是说，一个班级只有一个“真正的”超级班级。所有其他的都是“空类”，即既没有字段也没有虚拟方法的类（即它们只有非虚方法）。在这种情况下，这些附加类不应该向类的内存布局添加任何内容。（更简洁地说，在C ++ 11中，该类具有标准布局）

我可以推断出所有超类都没有偏移吗？ E.g：

#include <iostream>

class X{

    int a;
    int b;
};

class I{};

class J{};

class Y : public I, public X,  public J{};

int main(){

    Y* y = new Y();
    X* x = y;
    I* i = y;
    J* j = y;

    std::cout << sizeof(Y) << std::endl 
                  << y << std::endl 
                  << x << std::endl 
                  << i << std::endl 
                  << j << std::endl;
}

在这里，Y是X是唯一真实基类的类。程序的输出（在linux上用g ++ 4.6编译时）如下：

8

0x233f010

0x233f010

0x233f010

0x233f010

正如我总结的那样，没有指针调整。但是这个实现是特定的还是我可以依赖它。即，如果我收到I类型的对象（我知道只存在这些类），我可以使用reinterpret_cast将其强制转换为X吗？

我希望我可以依赖它，因为规范说对象的大小必须至少是一个字节。因此，编译器无法选择其他布局。如果它会在I成员后面布置J和X，那么它们的大小将为零（因为它们没有成员）。因此，唯一合理的选择是在没有偏移的情况下对齐所有超类。

如果我在这里使用I到X的reinterpret_cast，我是正确还是在玩火？

Answer 1

在C ++ 11中，编译器需要使用标准布局类型的空基类优化。见https://stackoverflow.com/a/10789707/981959

对于您的特定示例，所有类型都是标准布局类，并且没有公共基类或成员（请参阅下文），因此您可以依赖于C ++ 11中的行为（以及实践中，我认为很多编译器已经遵循了这个规则，当然是G ++做的，而其他编译器遵循Itanium C++ ABI。）

警告：确保您没有任何相同类型的基类，因为它们必须位于不同的地址，例如。

struct I {};

struct J : I {};
struct K : I { };

struct X { int i; };

struct Y : J, K, X { };

#include <iostream>

Y y;

int main()
{
  std::cout << &y << ' ' << &y.i << ' ' << (X*)&y << ' ' << (I*)(J*)&y << ' ' << (I*)(K*)&y << '\n';

}

打印：

0x600d60 0x600d60 0x600d60 0x600d60 0x600d61

对于类型Y，只有I个基数中的一个可以偏移零，所以尽管X子对象位于偏移零（即offsetof(Y, i)是零）其中一个I个基地位于同一地址，但另一个I基数（至少用G ++和Clang ++）一个字节进入对象，所以如果你得到一个{{1你不能I*到reinterpret_cast因为你不知道它所指向的 X*子对象，I at偏移0或偏移量为1的I。

编译器可以将第二个I子对象放在偏移量1（即里面 I），因为int没有非静态数据成员，因此您实际上不能取消引用或访问该地址的任何内容，只能获得指向该地址对象的指针。如果您将非静态数据成员添加到I，则I将不再是标准布局，并且不必使用EBO，Y将不再为零。

带有“空类”的C ++多重继承内存布局

1 个答案: