使用多态基类（包含虚函数）访问时数组元素的类型

Question

virtual 函数解析发生在指针/引用而不是对象上。现在考虑下面的例子：

struct Base { virtual void foo (); };
struct Derived : Base { void foo (); };

Derived d[2];
Base *p = d;
p[0].foo();  // calls Derived::foo()!

我的看法是这样的：对于任何数组T arr[SIZE];，arr[N] 的类型是T（而不是T&），即arr[N] 是一个对象。如果是这种情况，那么在上面的示例中，p[0] 将调用Base::foo()，因为p[0] 应该解析为一个对象。

但是，这是错误的。有人可以解释一下，为什么 p[0] 解析为 Base& 而 not Base ？是不是因为p[0].foo()等价于(p+0)->foo()？

Answer 1

但是，这是错误的。有人可以解释一下，为什么 p[0] 正在解决 Base& 而不是 Base ？是不是因为 p[0].foo() 相当于 (p+0)->foo()?

你明白了——它是“数组间接操作”。

以下是等价的：

a[1];
*(a + 1)

在标准中：从字面上看，“数组间接操作”意味着*(a + n) 替换了a[n]，因此结果是对对象的引用，而不是对象的复制构造值。

这对于使多态性发挥作用以及确保派生类型不会“复制构造”到基本类型至关重要。

进一步扩展，以下也是等价的，并导致对对象的引用：

a[1][2][3];
*(*(*(a + 1) + 2) + 3);

[编辑] 明确地说，在你的例子中，是的，这些是完全等价的：

p[0].foo();
(p+0)->foo();    // The "->" is the "*" indirection
(*(p+0)).foo();

Answer 2

它必须解析为引用，因为可以使用下标表示法修改数组元素。

解析到一个对象意味着结果是一个副本，并且改变它要么是不可能的，要么会使原始数组保持不变。

Answer 3

是因为p[0].foo() 等同于(p+0)->foo() 吗？

如果您查看标准，那就是下标运算符的定义。

表达式E1[E2] 与*((E1)+(E2)) 相同（根据定义）

并且取消引用的结果是“引用对象的左值”。只有在切片发生时（即运行基类型的复制构造函数以创建原始对象的副本），您才会丢失动态类型信息，而这里绝对不会。

至于“实际生成的代码”，我看不出问题出在哪里……p[0].foo()表示p->foo()；编译器将愉快地生成代码以通过 vptr 调用该方法，该 vptr 在 Derived 构造函数之前已正确初始化以指向 Derived vtable。这一切都会导致Derived::foo() 被调用。

Answer 4

我的看法是这样的：对于任何数组 T arr[SIZE];的类型 arr[N] 是 T（而不是 T&），即 arr[N] 是一个对象。如果它是一个 情况下，那么在上面的示例中 p[0] 会调用 Base::foo()，因为 p[0] 应该解析为一个对象。

请注意，编译器将假定所有元素都具有sizeof(T) 大小。这意味着访问除第一个元素之外的任何元素都是未定义的行为。