Question

我发现了一些似乎与我的问题有关的其他问题，但没有一个问题直接回答（即使the one也有同样的名字）。

我有一个源自两个父母的C ++子类。我创建了该类的一个对象，然后将它的引用转换为它的两个父类。转换值不相同，但仍然是子引用的值。这是代码：

class Mom
{
public:
    int a = 1;
};

class Dad
{
public:
    int b = 2;
};

class Child : public Mom, public Dad
{
public:
    int c = 3;
};

int main()
{
    Child* c = new Child; // 0x00C5A618

    Mom* m = c; // 0x00C5A618
    Dad* d = c; // 0x00C5A61C

    return 0;
}

现在，我猜测通过应用static_cast＆lt;＆gt;获得的地址是那些实际的子对象。碰巧，Mom是第一个子对象，因此它实际上与Child具有相同的地址。 Dad是第二个子对象，因此它位于不同的地址。

根据我的理解，C风格的演员表，像这样

Mom* m = (Mom*)c;
Dad* d = (Dad*)c;

将应用static_cast＆lt;＆gt;什么时候这样做是合法的。实际上，当我实际编译并执行该版本时，我会看到与以前相同的行为。

继续这个闪烁的传奇，使用隐式演员，像这样

Mom* m = c;
Dad* d = c;

也表现出相同的行为，我从中推断隐式强制转换也适用于static_cast＆lt;＆gt;当等效的显式演员是合法的。

向下转回Child会做同样的事情：

Child* k = static_cast<Child*>(d); // 0x00C5A618

k中的值与d中的值不同，已被设置回原来c中的值。

我猜测，在这种情况下，运行时检查是否确实d指向Dad对象的Child子对象。

到目前为止，这一切都是有道理的，但我很惊讶，对于单独派生的层次结构，没有这样的地址调整（如果这是正确的调用它）。也就是说，如果我的层次结构只是Mom - ＆gt; Dad - ＆gt; Child，则将对Child的引用转换为指向Mom的指针}或Dad永远不会更改值：

class Mom
{
public:
    int a = 1;
};

class Dad : public Mom
{
public:
    int b = 2;
};

class Child : public Dad
{
public:
    int c = 3;
};

int main()
{
    Child* c = new Child; // 0x00C5A618

    Mom* m = c; // 0x00C5A618
    Dad* d = c; // 0x00C5A618

    Child* k = static_cast<Child*>(d); // 0x00C5A618

    return 0;
}

我原以为它会根据每个附加子类所需的存储大小或四个字节（int的大小）来改变。但是，他们没有。上例中的所有指针c，m，d和k都具有相同的值。

所以，现在我猜测对象是在内存中布局的，Mom对象位于最低地址，Dad对象所需的附加空间接下来，Child最后需要的附加空间。由于Dad是Mom，Dad地址与Mom地址相同，不是吗？

同样，Child也是Mom，因此其地址也与其自己的Mom子对象的地址相同。

因此...

我认为它的工作方式如下：在内存中，对象相互跟随，在纯粹单独派生的层次结构中，向上转换和向下转换始终产生相同的地址，而在多重派生的层次结构中，某些向上转换产生不同的地址，因为并非所有子对象都将从派生对象的相同地址开始。像这样：

Possible Memory Layout for a Singly Derived Hierarchy

+-------+-----+-----+---+
| Child : Dad : Mom : a |
|       |     +-----+---+
|       |           : b |
|       +-----------+---+
|                   : c |
+-----------------------+


Possible Memory Layout for a Multiply Derived Hierarchy

+-------+-----+---+
| Child : Mom : a |
|       +-----+---+
|       : Dad : b |
|       +-----+---+
|             : c |
+-----------------+

很抱歉我有点絮絮叨叨，但我的问题是这样的事实：对于一个乘法派生对象的某些基类的向上转换会改变引用的值，这是事后投射值的结果是内存中基础对象的地址？

Answer 1

是的，你是对的。向上转换指针会给出父子对象的地址，该子对象存储在子类中的某个位置。通常父子对象存储在子对象的开头，因此指向子对象子对象的指针是相同的。

在多重继承的情况下，所有父节点都不可能占用相同的内存（让我们忽略可能的空基优化），因此所有但只有一个基类地址必须与子地址不同。

Answer 2

我猜测，在这种情况下，运行时检查是否确实d指向Dad对象的Child子对象。

不，如果要进行运行时检查，请使用dynamic_cast（但源类型必须是多态的）。使用static_cast，编译器将假设类型正确，否则会发生未定义的行为。

我认为它的工作方式如下：在内存中，对象相互跟随，在纯粹单独派生的层次结构中，向上转换和向下转换始终产生相同的地址

这不保证;标准没有具体说明。编译器不必布置基类和成员子对象，以便基类子对象首先出现，尽管在这些情况下您的编译器似乎没有;但是可能存在其他地址可能不同的情况，例如派生类是否包含虚函数而基类不包含。（在这种情况下，布局可能首先是vptr，然后是基类子对象，然后是成员子对象。）

事实上，多重派生对象的某些基类的向上转换会更改引用的值，这是事后转换值是内存中基本对象的地址这一事实的结果吗？

是

为什么将子指针向上转换为基类有时会更改指针值？

2 个答案: