为什么static_cast为同一个对象提供不同的内存位置？

Question

我的代码

class Parent { int a; };
class Child { int b; };
struct GrandChild : public Parent, public Child { int a, b, c; };

int main() {
    GrandChild GC;
    std::cout << "GrandChild's address is at : " <<&GC<<endl;
    std::cout << "Child's address is at : " <<static_cast<Child*>(&GC)<<endl;
    std::cout << "Parent's address is at : " <<static_cast<Parent*>(&GC)<<endl;

}

输出：

GrandChild's address is at : 0077F6F8
Child's address is at : 0077F6FC
Parent's address is at : 0077F6F8

为什么在static_cast之后内存位置有如上所述的不一致？

Answer 1

GrandChild来自Parent和Child。因此，内存中的GrandChild对象在其内存中包含Parent对象和Child对象。

&GC本身返回整个GrandChild对象的内存地址

static_cast<Parent*>(&GC)返回Parent对象中GrandChild部分的起始地址。

static_cast<Child*>(&GC)返回Child对象中GrandChild部分的起始地址。

在您的情况下，Grandchild首先从Parent派生，因此Parent部分在GrandChild的内存块的开头对齐。然后Child部分跟在Parent部分之后。以下是一个说明：

Answer 2

&GC是GrandChild对象GC的地址。 static_cast<Child*>(&GC)是Child的{​​{1}} 子对象的地址。 GC是static_cast<Parent*>(&GC)的{​​{1}} 子对象的地址。

在您的特定实现中，似乎Parent对象以GC子对象开头，然后是GrandChild子对象，因此Parent子对象＆＃39; s地址与完整的Child对象的地址相同，但Parent子对象的第一个字节不完整{的第一个字节{ {1}}对象，所以它的地址更高。然而，你不能依赖这种可移植的行为;不同的实现可以按不同的顺序分配基类和成员子对象，甚至不需要在不同的类之间保持一致。

Answer 3

在您的示例中，即使它是实现定义也是可预测的（但实现者可以为简单情况选择直接解决方案:-)）

以下是对象的内存表示（从地址推断出来，而不是从标准中推断出来）：

Parent::a (int = 4 bytes)
Child::b (int = 4 bytes)
GrandChild::a
GrandChild::b
GrandChild::c

这是因为您的声明：GrandChild首先从Parent继承，然后从Child继承。使用该表示形式，Parent的地址与GrandChild的地址相同，并且Child地址是有意义的4更大。

另请注意，GrandChild::a 不 Parent::a ...

Answer 4

它似乎取决于GrandChild从Parent和Child继承的顺序。

我按照以下顺序

struct GrandChild : public Parent, public Child { int a, b, c; };

输出1：GrandChilds的地址与Parent的地址相同

GrandChild's address is at : 0x22fecc
Child's address is at : 0x22fed0
Parent's address is at : 0x22fecc

将GrandChild从Child和Parent继承的顺序更改为

struct GrandChild :  public Child , public Parent { int a, b, c; };

输出2：GrandChilds的地址与Child的地址相同

GrandChild's address is at : 0x22fecc
Child's address is at : 0x22fecc
Parent's address is at : 0x22fed0

Answer 5

这里的其他答案已经很好地完成了工作，但无论如何我还是要打扰。

首先，父母不是父母，孩子不是父母的孩子……因为它不是继承自Parent。父母和子女都是GrandParent的继承人，不是...的祖父母！

第二个回答您的问题，您观察到的效果并不是真正的矛盾，而是C ++如何实现多态。 （我不认为这是其他答案）。

PolyMorphism（poly = many，morphism = morphing into）是一种面向对象的编程概念，它允许一个对象在运行时能够变形为许多不同的对象。这使对象的行为有所不同。例如，现在可以是狗，其次可以是猫，之后可以是幽灵。

在大多数面向对象的语言（C ++，Java等）中，如何通过指针算术（增量）和继承来实现多态。如果std :: string可以变型为std :: vector，这将很酷，但是由于它们不共享继承，因此从语法上讲是不可能的。

但是，对于您的Parent类，它可以变形为GrandParent或任何其他派生类。同样，GrandParent可以变身为父级或子级。

多态的另一个名称是多态转换！！！

根据您的问题，了解多态性是C ++转换的一种类型，这一点很重要。 C ++转换旨在准确无损。例如，您可以将int转换为char并返回。保持数据的完整性！同样，如果我要从GrandParent转换为Child（这是static_cast的工作）；最好将对象的指针设置为Child的地址。如果我们转换为child并继续从GrandParent读取，那么我们将读取WRONG DATA。在您首先从Parent继承的情况下，我们最终将读取存储在Parent中的a和b值。

更糟糕的是，这种转换是错误的。如果我们转换为Child，并且child具有一个名为getString的特殊函数，例如，如果我们从GrandChild BOOM的起始地址调用此函数！我们肯定会遇到运行时崩溃！

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