Question

我有以下在Visual Studio中运行的代码。 c的地址与点pa的地址相同，但与pb不同。然而，两个三元运算符都将评估为true，这是仅通过查看代码而未在调试器中看到pa和pb的指向地址所期望的。第三个三元运算符将评估为false。

#include <iostream>

class A
{
public:
    A() : m_i(0) {}

protected:
    int m_i;
};

class B
{
public:
    B() : m_d(0.0) {}

protected:
    double m_d;
};

class C
    : public A
    , public B
{
public:
    C() : m_c('a') {}

private:
    char m_c;
};

int main()
{
    C c;
    A *pa = &c;
    B *pb = &c;

    const int x = (pa == &c) ? 1 : 2;
    const int y = (pb == &c) ? 3 : 4;
    const int z = (reinterpret_cast<char*>(pa) == reinterpret_cast<char*>(pb)) ? 5 : 6;

    std::cout << x << y << z << std::endl;

    return 0;
}

这是如何运作的？

Answer 1

pa和pb实际上是不同的。测试的一种方法是：

reinterpret_cast<char*>(pa) == reinterpret_cast<char*>(pb)

pa == &c和pb == &c都返回true，但这并不意味着上述内容必须为true。 &c将通过隐式指针转换转换为适当的指针类型（A*或B*）。此转换将指针的值更改为&c指向的对象的相应基类子对象的地址。

来自cppreference：

指向（可选的cv限定的）派生类类型的prvalue指针可以转换为prvalue指针，指向其可访问的，明确的（相同的cv限定的）基类。 转换的结果是指向指向对象内基类子对象的指针。空指针值将转换为目标类型的空指针值。

（强调我的）

A是C的第一个非虚基类，所以它直接放在C的内存空间的开头，即：

reinterpret_cast<char*>(pa) == reinterpret_cast<char*>(&c)

是true。但是，B子对象在A之后布局，因此它不可能满足上述条件。隐式转换和static_cast都会为您提供基础子对象的正确地址。

Answer 2

C个实例有一个A子对象和一个B子对象。
像这样：

    |---------|
    |---------|
    |    A    |
    |---------|
 C: |---------|
    |    B    |
    |---------|
    |---------|

现在，

A *pa = &c;

使pa指向A子对象的位置，

B *pb = &c;

使pb指向B子对象的位置。

    |---------|
    |---------| <------ pa
    |    A    |  
    |---------|
 C: |---------| <------ pb
    |    B    |  
    |---------|
    |---------|

当您将pa和pb与&c进行比较时，会发生同样的事情 - 在第一种情况下，&c是A子对象的位置在第二个中它是B子对象的位置因此，它们都比较等于&c的原因是表达式&c在比较中实际上具有不同的值（和不同的类型）。

当您reinterpret_cast时，不进行任何调整 - 它表示＆＃34;采用此值的表示形式并将其解释为表示不同类型的值＆＃34;。
由于子对象位于不同的位置，因此将它们重新解释为char的位置的结果也不同。

Answer 3

如果你添加一些额外的输出，你可以看到发生了什么;我添加了以下行：

std::cout << "pa: " << pa << "; pb: " << pb << "; c: " << &c <<  std::endl;

这个的输出当然会有所不同，因为我正在打印指针的值，但它看起来像：

pa: 0x1000 pb: 0x1008 c: 0x1000

pb指针实际上指向pa + sizeof（int）（在我的64位机器上是8字节）。这是因为当你这样做时：

B *pb = &c;

编译器将C对象强制转换为B，并返回B变量的值。令人困惑的是，您的第二个三元运算符显示为真。这是（我假设），因为B的地址在C的地址范围内。

Answer 4

您正在比较直接指向的地址pa和pb，因为A和B都是C和pa的基类{1}}，A指向c的基类子对象pb，B指向{{1}的基类子对象c 1}}，实际的内存地址会有所不同。他们不能/不应该指向相同的内存地址。

如何评估指针和reinterpret_cast？

4 个答案: