为什么我可以使用 CRTP 将基类的 this 指针转换为指向子类的指针？

Question

考虑以下使用奇怪重复模板模式 (CRTP) 的类：

template <typename T>
class Base
{
public:
    virtual ~Base() {}

    void typeOfThis()
    {
        cout << "Type of this:  " << typeid(this).name() << '\n';
        cout << "Type of *this: " << typeid(*this).name() << '\n';
    }

    void callFuncOfTemplateParam()
    {
        static_cast<T*>(this)->hello();
    }
};

class Derived : public Base<Derived>
{
public:
    void hello()
    {
        cout << "Hello from Derived!" << '\n';
    }
};

当我执行以下操作时：

Base<Derived> * basePtrToDerived = new Derived();
basePtrToDerived->typeOfThis();
basePtrToDerived->callFuncOfTemplateParam();

我得到了这些对我有意义的结果：

Type of this:  P4BaseI7DerivedE
Type of *this: 7Derived
Hello from Derived!

显然，在callFuncOfTemplateParam 内部对hello 的调用成功，因为this 指针指向Derived 的一个实例，这就是我能够从@987654329 类型转换this 指针的原因@ 类型为Derived*。

现在，我的困惑出现了，因为当我执行以下操作时：

Base<Derived> * basePtrToBase = new Base<Derived>();
basePtrToBase->typeOfThis();
basePtrToBase->callFuncOfTemplateParam();

我得到以下结果：

Type of this:  P4BaseI7DerivedE
Type of *this: 4BaseI7DerivedE
Hello from Derived!

this 和 *this 的类型是有道理的，但我不明白对 hello 的调用如何成功。 this 不指向Derived 的实例，那为什么我可以将this 的类型从Base<Derived> 转换为Derived？

请注意，我还将对static_cast<T*>(this)->hello(); 的调用替换为对dynamic_cast<T*>(this)->hello(); 的调用，我仍然获得相同的结果。我预计 dynamic_cast 会返回 nullptr，但它没有。

我对这些结果感到非常惊讶。感谢您帮助澄清我的疑问！

Answer 1

当T 与this 指向的对象的真实类型不匹配时，用于调用hello() 的转换具有未定义的行为。但是hello() 没有通过this 访问任何东西，所以this 实际指向什么并不重要。你可以很容易地做到reinterpret_cast<T*>(12345)->hello()，它仍然会“工作”。但是，您决定投射 this 不会产生任何影响，因为 hello() 只是忽略了结果（在 dynamic_cast 的情况下，请参阅 Does calling a method on a NULL pointer which doesn't access any data ever fail?）。

更改您的类以引入hello() 尝试通过this 访问的数据成员，您将看到非常不同的结果（即代码可能会崩溃或报告垃圾等）。