reinterpret_cast 用于 C++ 中的多继承答案

【问题标题】：reinterpret_cast used in multi inheritance in C++reinterpret_cast 用于 C++ 中的多继承
【发布时间】：2014-06-17 19:44:08
【问题描述】：

在做一些 c++ 练习时，我发现了一个与多继承和强制转换相关的有趣示例。

我不知道为什么 reinterpret_cast<char*>(b1) is not equal reinterpret_cast<char*>(b2).

这是一个简单的程序，我在上面提到过：

#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 d;
    A *b1 = &d;
    B *b2 = &d;

    const int a = (reinterpret_cast<char*>(b1) == reinterpret_cast<char*>(&d)) ? 1 : 2;
    const int b = (b2 == &d) ? 3 : 4;
    const int c = (reinterpret_cast<char*>(b1) == reinterpret_cast<char*>(b2)) ? 5 : 6;

    std::cout << a << b << c << std::endl;

    return 0;
}

您能否为此主题提供任何 cmets 以帮助我弄清楚为什么当 reinterpret_cast(b1) 等于 reinterpret_cast(&d) 时 reinterpret_cast(b1) 不等于 reinterpret_cast(b2)？

【问题讨论】：

更改继承 A 和 B 的顺序，并检查结果。这是否有助于您了解正在发生的事情？

标签： c++ inheritance casting reinterpret-cast

【解决方案1】：

基类子对象必须以某种方式排列在最派生对象内的内存中。在您的情况下，编译器似乎这样做了：

C---------------+
|A---+ B---+    |
||m_i| |m_d| m_c|
|+---+ +---+    |
+---------------+

这意味着A 子对象从与整个C 对象相同的地址开始，但B 子对象移动了A 的大小（即int 的大小）。

B *b2 = &d;

因为b2是指向B的指针，所以它指向B子对象，所以它指向的物理地址就是移位后的地址。

至于为什么b2 == &d 成立——指向不同类型的指针永远无法比较是否相等。但是指向派生类的指针可以隐式转换为指向基类的指针。所以b2 == &d实际上转换为b2 == static_cast<B*>(&d)，它成立。请注意，隐式转换自然会应用移位，它与您最初用于获取b2 的转换相同。

您可以尝试重新组织继承顺序或删除/添加一些数据成员，看看它如何影响布局。

【讨论】：

好吧，这听起来很合理，但如果是这样，为什么 b2 == &d 是 TRUE 而 reinterpret_cast(b2) == reinterpret_cast(&d) 是 FALSE 那么呢？
@Leopoldo：因为你的假设是错误的 ;) 具体来说，b2 == &d 不是(void*)b2 == (void*)&d，而是将&d 转换到B*，这适用于偏移量，然后才像 b2 == static_cast<B*>(&d) 那样比较。
@Leopoldo 我已经扩展了答案。

【解决方案2】：

为什么应该地址是相等的？ *b1 是 A 类型的对象，*b2 是 B 类型的对象。它们是不同的对象（尽管不是完整的对象），并且都不是另一个的子对象，因此完全可以期望它们具有不同的地址-实际上，它们具有相同地址的唯一方法是至少其中一个它们的类型是空的（在您的代码中不是这种情况）。

【讨论】：