Question

我对基类析构函数中的this-pointer有一个奇怪的问题。

问题描述：

我有3个班级： A1 ， A2 ， A3

A2 从 A1 公开继承，并从 A3

私下继承

class A2:private A3, public A1 {...}

A3 有一个函数 getPrimaryInstance（） ...返回 A1 类型的引用一个 A2 实例：

A1& A3::getPrimaryInstance()const{
    static A2 primary;
    return primary;
}

A3 构造函数如下所示：

A3(){
    getPrimaryInstance().regInst(this);
}

（其中 regInst（...）是 A1 中定义的函数，用于存储指向所有 A3 实例的指针）

类似于 A3 析构函数：

~A3(){
    getPrimaryInstance().unregInst(this);
}

^这是问题发生的地方！

当在程序终止时销毁名为 primary 的静态 A2 -instance时，将调用 A3 -destructor，但在内部~A3 我试图访问我破坏的同一个实例上的一个函数。 =＆gt; 运行时访问冲突！

所以我认为可以用一个简单的if语句修复：

~A3(){
    if(this != (A3*)(A2*)&getPrimaryInstance()) //Original verison
    //if (this != dynamic_cast<A3*>(static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance())))
    //Not working. Problem with seeing definitions, see comments below this post

        getPrimaryInstance().unregInst(this);
}

（双重演员的原因是继承:) A1 A3
。 \ /
。 A2
（但这并不重要，可能只有（int） -casted或其他什么）

踢球者是它仍然崩溃。使用调试器逐步执行代码可以发现，当我的 A2 主要 -instance在析构函数中获取 this -pointer并获取地址时来自 getPrimaryInstance（）的调用由于某种原因根本不匹配！我无法理解为什么 this -pointer指向的地址总是与它（对于我有限的知识）应该是的地址不同。：（

在析构函数中执行此操作：

int test = (int)this - (int)&getPrimaryInstance();

同时向我展示了差异并不是恒定的（我简单地得到了一个理论，即存在一些常数偏移），所以当它应该是同一个时，它就像它是两个完全不同的对象。：（

我在VC ++ Express（2008）中编码。谷歌搜索后，我发现了以下MS文章：
FIX: The "this" Pointer Is Incorrect in Destructor of Base Class

这与我所遇到的问题不同（并且它在C ++中也被认为是固定的.Net 2003）。但无论症状看起来是多么相似和，他们确实提出了一个简单的解决方法，所以我决定尝试一下：
删除了not-working- if -statement，并在第二次继承之前的虚拟中添加到 A2 ，如下所示：

class A2:private A3, public A1 {...} // <-- old version
class A2:private A3, virtual public A1 {...} //new, with virtual!

和它一起工作！此 -pointer仍然看似错误，但不再提供访问冲突。

所以我的大问题是为什么？
为什么 this -pointer没有指向应该的位置（？）？
为什么在上面的继承中添加虚拟来解决它（尽管这个仍然指向除＆amp; getPrimaryInstance（）之外的其他地方）？
这是一个错误吗？有人可以在非MS环境中试用它吗？最重要的是：这样安全吗？当然它不再抱怨了，但我仍然担心它不会做它应该做的事情。：S

如果有人对此有所了解或有经验并且可以帮助我理解它，我会非常感激，因为我还在学习C ++，这完全超出了我目前的知识。

Answer 1

你使用C演员阵容会杀了你在多重继承的情况下，它尤其容易中断。

您需要使用dynamic_cast＆lt;＆gt;抛弃一个类层次结构。虽然你可以使用static_cast＆lt;＆gt;向上移动（正如我所做的那样）但有时我认为使用dynamic_cast＆lt;＆gt;更清晰向两个方向移动。

避免C ++代码中的C样式转换

C ++有4种不同类型的演员，旨在取代C风格演员。您使用的是等效的reinterpret_cast＆lt;＆gt;并且您使用不正确（任何优秀的C ++开发人员在看到reinterpret_cast＆lt;＆gt;将会在这里停留一段时间）。

~A3(){
    if(this != (A3*)(A2*)&getPrimaryInstance())
        getPrimaryInstance().unregInst(this);
}

Should be:

~A3()
{
   if (this != dynamic_cast<A3*>(static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance())))
   {    getPrimaryInstance().unregInst(this);
   }
}

A2对象的布局:(可能是这样的）。

     Offset   Data
A2   0x00   |------------------
     0x10   * A3 Stuff
            *------------------
     0x20   * A1 Stuff
            *------------------
     0x30   * A2 Stuff

在getPrimaryInstance（）

中

 // Lets assume:
 std::cout << primary; // has an address of 0xFF00

返回的引用将指向对象的A1部分：

std::cout << &getPrimaryInstancce();
// Should now print out 0xFF20

如果使用C样式转换，则不会检查任何内容只是更改类型：

std::cout << (A2*)&getPrimaryInstancce();
// Should now print out 0xFF20
std::cout << (A3*)(A2*)&getPrimaryInstancce();
// Should now print out 0xFF20

虽然如果使用C ++强制转换，它应该正确补偿：

std::cout << static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance());
// Should now print out 0xFF00
std::cout << dynamic_cast<A3*>(static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance()));
// Should now print out 0xFF10

当然，实际值都非常依赖于编译器，并且取决于实现布局。以上只是可能发生的事情的一个例子。

虽然正如所指出的那样调用dynamic_cast＆lt;＆gt;可能并不安全。在一个目前处于被摧毁过程中的物体上。

那怎么样？

更改regInst（），使其对注册的第一个对象返回true。 getPrimaryInstance（）将始终由第一个要创建的对象创建，因此它始终是第一个自我注册的对象。

将此结果存储在本地成员变量中，如果不是第一个，则仅取消注册：

A3()
{
    m_IamFirst = getPrimaryInstance().regInst(this);
}

~A3()
{
    if (!m_IamFirst)
    {
         getPrimaryInstance().unregInst(this);
    }
}

问题：

为什么this-pointer不指向它应该的位置？（？）？

确实如此。只需使用C-Cast螺丝钉上指针。

为什么像上面那样为继承添加虚拟解决它（尽管这仍然指向除＆amp; getPrimaryInstance（）之外的其他地方？）

因为它改变了内存中的布局，使得C-Cast不再搞砸你的指针。

这是一个错误吗？

没有。 C-Cast

的使用不正确

有人可以在非MS环境中试用吗？

它会做类似的事情。

最重要的是：这样安全吗？

没有。实现定义了虚拟成员的布局方式。你碰巧很幸运。

解决方案：停止使用C样式转换。使用适当的C ++强制转换。

Answer 2

class A2 : private A3, public A1 {...} // <-- old version
class A2 : private A3, virtual public A1 {...} //new, with virtual!

为什么像上面那样为继承添加虚拟解决它（尽管这仍然指向除＆amp; getPrimaryInstance（）之外的其他地方？）

这会产生影响的原因是virtual继承会影响基类构造函数和基类析构函数的调用顺序。

this指针的数值不相同的原因是完整对象A2 primary;的不同“基类子对象”可以且必须具有不同的地址。在调用任何析构函数之前，您可以使用dynamic_cast来介于A1*和A2*之间。当您某些 A3对象确实是A2的私有基础部分时，您可以使用C风格的转换从A3*转到A2* ~A2。

但是，一旦析构函数~A3的主体完成，dynamic_cast析构函数就是这种情况，A1*从A2*到A3*的{{1}}将会失败，从A2*到A2的C样式转换将产生未定义的行为，因为不再有任何A2 primary;对象。

因此，除非您更改{{1}}的存储/访问方式，否则可能无法执行您正在尝试的操作。

Answer 3

如果你有一个钻石继承结构，那么虚拟基类应该只能起作用，即你要多次继承共享一个公共基类的类。您是否在实际代码中显示了A1，A2和A3的整个实际继承树？

Answer 4

问题可能是当为A2对象调用A3 :: ~A3（）时，A2对象已被破坏，因为在A2的销毁结束时调用~A3（）。你不能再次调用getPrimary，因为它已经被破坏了。注意：这适用于静态变量primary

的情况

Answer 5

OP @AnorZaken评论说：

...这是我试图解决的原始问题之一：我希望getPrimaryInstance（）直接返回A2引用，但我不能！ A3还没见过A2的定义！由于getPrimaryInstance（）是在A3的基类（未在上面提到）中声明的，因此您得到：错误C2555：'A3 :: getPrimaryInstance'：覆盖虚函数返回类型不同且与'A3Base :: getPrimaryInstance'不协变简单：即使我声明A2的存在我也不知道有什么方法告诉编译器A2在我声明A2之前将A1作为基础。 :(如果我能解决这个问题，那就太棒了！

所以听起来你有类似的东西：

class A3Base {
public:
  virtual A1& getPrimaryInstance();
};

由于class A2之前无法定义class A3，我只想跳过协变返回类型。如果您需要从A2&获取A3引用的方法，请将其添加为不同的方法。

// A3.hpp
class A2;

class A3 : public A3Base {
public:
  virtual A1& getPrimaryInstance();
  A2& getPrimaryInstanceAsA2();
};

// A3.cpp
#include "A3.hpp"
#include "A2.hpp"

A1& A3::getPrimaryInstance() {
    return getPrimaryInstanceAsA2(); // no cast needed for "upward" public conversion
}

Answer 6

当在程序终止时销毁名为 primary 的静态 A2 -instance时，将调用A3析构函数，但在~3A内我尝试访问一个函数我破坏的同一个例子。 =＆GT;在运行时访问冲突！

当静态 A2 - 名为主的实例 已销毁 指向主的指针时>将指向内存中的“随机”位置。因此，您尝试访问随机内存位置，并获得运行时违规。这一切都与您调用析构函数的顺序有关，并在析构函数中进行调用。

尝试这样的事情：

delete a3;
delete a2-primary;

而不是

delete a2-primary;
delete a3;

我也认为您可能会发现 typecasting tutorial 很有帮助。

希望我能帮助你。

Answer 7

你应该问两个更大的问题：

为什么我需要使用私有继承？
为什么我需要对非抽象基类使用多重继承？

在大多数情况下，＃1的答案是你没有。将包含数据成员的类声明为另一个类通常会在更清晰，更易于维护的代码库中处理相同的情况。

在大多数情况下，＃2的答案也是如此。这是您使用该语言的一项功能。

我建议您阅读Meyers书籍并重新评估您的设计模式。

Answer 8

简短回答。它发生了，因为不正确的析构函数正在调用。如需长时间回答，请检查this和this 并查看Scott Meyer的Effective C ++。它涵盖了这些问题。

为什么this-pointer地址不是析构函数中预期的（c ++）

8 个答案:

避免C ++代码中的C样式转换