Question

我想在这里实现'GetParent（）'函数 -

class ChildClass;

class ParentClass
{
public:
    ....
    ChildClass childObj;
    ....
};

class ChildClass
{
    friend class ParentClass;
private:
    ChildClass();

public:
    ParentClass* GetParent();
};

我试图创建一个私有成员变量，它存储指向父对象的指针。但是这种方法需要额外的内存。

class ChildClass
{
    friend class ParentClass;

private:
    ChildClass();

    ParentClass* m_parent;

public:
    ParentClass* GetParent()
    {
        return m_parent;
    }
};

所以我使用了offsetof（）宏（调用offsetof（）的性能成本可以忽略），但我不确定这种方法是否安全。它会适用于所有情况吗？还有更好的想法吗？

class ChildClass
{
public:
    ParentClass* GetParent()
    {
        return reinterpret_cast<ParentClass*>(
            reinterpret_cast<int8_t*>(this) - offsetof(ParentClass, childObj)
            );
    }
};

Answer 1

使用offsetof计算容器对象的地址是安全，因为它可以正常工作。为此目的，offsetof通常用于C语言中。例如，请参阅Linux内核中的container_of宏。

在某种意义上，如果某个ChildClass实例不该特定成员变量，则可能是不安全的，那么您手上就有未定义的行为。当然，由于构造函数是私有的，你应该能够阻止它。

如果容器类型不是has undefined behaviour，那么它不安全的另一个原因是standard layout type。

因此，只要您考虑到警告，它就可以工作。但是，您的实施已被破坏。 offsetof宏的第二个参数必须是成员的名称。在这种情况下，它必须是childObj而不是e[index]，而不是会员的名称。

另外（也许有人会纠正我，如果我错了，但我认为）在做指针算术之前投射到不相关的类型uint8_t*然后再投射到另一个不相关的类型似乎有点危险。我建议使用char*作为中间类型。保证sizeof(char) == 1并且它有关于别名和没有陷阱表示的特殊例外。

值得一提的是，标准使用指针算法的这种用法 - 或者除了用于数组之外的任何用途 - 都是not defined。严格来说，offsetof毫无用处。仍然，指针在数组之外被广泛使用，因此在这种情况下可以忽略标准支持的缺乏。

Answer 2

这是针对未来访问者的更通用的解决方案：

#include <cstddef>
#include <type_traits>

template <class Struct, std::size_t offset, class Member>
Struct &get_parent_struct_tmpl(Member &m){
    static_assert(std::is_standard_layout<Struct>::value,
                  "Given struct must have a standard layout type");
    return *reinterpret_cast<Struct *>(reinterpret_cast<char *>(&m) - offset);
}
#define get_parent_struct(STRUCTNAME, MEMBERNAME, MEMBERREF)\
    get_parent_struct_tmpl<STRUCTNAME, offsetof(STRUCTNAME, MEMBERNAME)>(MEMBERREF)

测试用例：

#include <cassert>

struct Foo{
    double d;
    int i;
    bool b;
    char c;
    bool b2;
};

int main(){    
    Foo f;
    bool &br = f.b;

    Foo &fr = get_parent_struct(Foo, b, br);

    assert(&fr == &f);
}

由standard提到的给定结构没有layout user2079303导致对{U}进行防御{/ 1}}。

显示的代码需要C ++ 11，但是，您可以删除static_assert和#include <type_traits>以使其在C ++ 03中编译，但是，您必须手动确保有一个标准的布局类型。

使用offsetof（）从成员变量中获取所有者对象

2 个答案: