Question

我刚刚浏览了一些C ++代码。在哪里我遇到了reinterpret_cast运算符的概念。

编辑1：

我知道不建议访问班级的私人成员。 但在某些情况下，我们应该继续访问它们。 我刚提出这个问题，以明确我的观点。

在我提到的示例中，通过简单地创建具有相同变量的结构来访问类的私有成员，然后通过实现修改 reinterpret_cast运营商。

我已经理解了reinterpret_cast运算符的用法，就像我知道它那样，但我无法理解如何结构可用于修改私有类成员的值。

以下是我提到的源代码：

类别：

class Student
{
public:
    explicit Student(float percent) // Cannot be used for conversion
    {
        static int nid;

        id = ++nid;
        score = percent;
    }

    int Id() const
    {
        return id;
    }

    float GetScore() const
    {
        return score;
    }

    void SetScore(float value)
    {
        score = value;
    }

    virtual ~Student(){}

private:
    int id;
    float score;
};

用于访问和修改私有类成员的结构：

struct _Student
    {
        void* vptr;
        int id;
        float score;
    };

    _Student* bs3 = reinterpret_cast<_Student*>(bs2);
    bs3->id = 5;

谢谢。如果我错了，请纠正我/我不能以适当的方式提出我的问题。

Answer 1

$ 5.2.10 / 2 - “表达积分，枚举，指针或指向成员的类型可以是显式转换为自己的类型; 这样的转换会产生其操作数的值。“

这意味着指针'bs2'和'bs3'指向同一位置

$ 9.2 / 16 - “两个标准布局结构（第9条）类型是布局兼容的如果他们有相同的数量非静态数据成员和相应的非静态数据成员（按照申报顺序）有布局兼容类型（3.9）。“

~~这意味着您的类和结构与布局兼容。~~

$ 9 / 6-

标准布局类是一个类   那个：

- 没有非静态数据成员   类型非标准布局类（或   这类类型的数组）或参考，

- 没有虚函数（10.3）和没有   虚基类（10.1），

- 具有相同的访问控制（第11条）   所有非静态数据成员，

- 没有非标准布局基类，

- 要么没有非静态数据成员   在最派生的类中，最多   一个带有非静态数据的基类   成员，或没有基类   非静态数据成员和

- 没有与...相同类型的基类   第一个非静态数据成员.108

由于您的类具有虚拟析构函数，因此您的类和结构不是标准布局类。

但是你添加了一个'void *'数据成员来处理'vptr'（从而可能根据你的特定编译器实现模仿布局兼容性）

在这种情况下，reinterpret_cast用于将类指针（bs2）解释为结构指针（bs3）。默认情况下，struct成员是公共的。由于重新解释的返回值指向了类成员所在的同一内存（请参阅上面的引用），因此可以修改结构成员（与原始类成员相同）。

这是作弊。这是非常沮丧的。这很可能会导致未定义的行为

Answer 2

但在某些情况下，我们应该继续访问它们。

那么，祈祷，这些情况是什么？

除了设计错误，我看不到任何错误。访问私人会员是不可取的。如果您需要访问权限，请通过合法方式提供，即要么使成员更容易访问，要么使用friend修饰符以受控方式访问它们。

违反C ++类型检查系统等于游戏结束：你欺骗编译器，不要指望它与你合作。有了这种未定义的行为（即不仅仅是平台依赖，但出于好的理由而被禁止），你只是以非常的形式引发麻烦，难以追踪错误。

tl; dr ：不要。如初。

警告：有一个例外：您有一个无法访问/修改源代码的库，并且您无法影响其界面设计。另外你可以肯定（怎么样？）它永远不会改变。在这种情况下，唯一的解决方案可能是用这些技巧破解库。

Answer 3

我认为你或许应该稍微改变你的问题的背景。如果您意识到您需要访问您班级中的私有变量你正面临一个需要解决的设计问题而不是使用不安全的类型转换进行攻击。即使它只是假设并且为了在这里询问reinterpret_cast。

对于reinterpret_cast的用例，我说在哈希函数中有意义：

unsigned short Hash( void *p ) {



unsigned int val = reinterpret_cast<unsigned int>( p );
return ( unsigned short )( val ^ (val >> 16));

unsigned int val = reinterpret_cast<unsigned int>( p ); return ( unsigned short )( val ^ (val >> 16));

一些有用信息的链接：

When should static_cast, dynamic_cast, const_cast and reinterpret_cast be used?

http://advancedcppwithexamples.blogspot.com/2010/02/reinterpretcast-in-c.html

http://www.linuxtopia.org/online_books/programming_books/thinking_in_c++/Chapter03_054.html

Answer 4

但在某些情况下，我们应该继续访问它们。

如果您必须在任何情况中访问它们，请更改其访问规范。

或者更好的是，创建一个接受令牌的公共方法（或一些特殊权限 - 验证调用者），并返回请求的值。

Answer 5

你所拥有的是一个可怕的黑客攻击封装。如果确实想要访问私有变量，那么您应该使用“friend”关键字。 reinterpret_cast工作的原因是因为你将类Student的字节解释为struct _Student - 它的变量默认声明为public。有各种各样糟糕的方式来访问私人数据，这是我能想到的另一个方法：

int* bs3 = reinterpret_cast<int*>(bs2);
++bs3;
*bs3 = 5;

不要这样做是我的建议。

在创建结构时修改的类私有成员（C ++）

5 个答案: