派生类访问的基类 - 如何？答案

【问题标题】：Base class to derive class access - How?派生类访问的基类 - 如何？
【发布时间】：2012-01-18 08:06:38
【问题描述】：

如何通过基类对象访问派生类的功能？我已经编译并运行了程序，没有任何错误（vs2010 express edition）。任何人都可以澄清这个话题吗？

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
    void f1() { cout << " f1 \n"; }
};

class B : public A{
    int x;
public:
    void f2(int x) {this->x = x; cout << "f2 " << this->x <<"\n";}
};

int main(int argc, char * argv[])
{
    A * aaa = new A();    // created a base instance
    B * b = (B *) aaa;    // typecasted it to derived class
    b->f2(5);   // try to access function, which should not be possible (run-time error?)
    return 0;
}

--> 输出

f2 5   // which concept is supports this output?

【问题讨论】：

标签： c++

【解决方案1】：

这是不可能的，因为没有这样的方法。您刚刚调用了 undefined 行为，而您的编译器正在欺骗您。

让我们玩游戏来见证这一点in action：

#include <iostream>

struct A {
  A(int i = 0): value(i) {}

  int value;
};

struct B: A {
  B(int i): A(0), other(i) {}

  void set(int i) { other = i; }

  int other;
};

int main(int argc, char* argv[]) {
  A* a = new A[2];
  B* b = (B*)a;
  b->set(argc);

  std::cout << a->value << " " << (a+1)->value << "\n";
  std::cout << b->value << " " << b->other << "\n";
}

输出：

0 1
0 1

哦！数组中的第二个A怎么改了？

你对编译器撒了谎，它对你撒了谎……程序写到了它不应该写的地方。

【讨论】：

【解决方案2】：

您所做的是 C 风格的 upcast，这会导致 undefined 对象内容 - 认为不建议将其与 C++ 一起使用，因为我们有更好的工具在那里可用。请查看 static_cast 和 dynamic_cast - 他们将确保您的演员表能够正常工作。例如，如果你会这样做

B * b = dynamic_cast<B*>(aaa);

你甚至无法编译它，因为 A 不是多态的，即使它是多态的并且类不匹配，它也会返回 NULL 而不是“未定义的东西”。

请注意，动态转换比 static_cast 或 C 样式转换（其行为或多或少类似于 static_cast）要贵一些 - 但由于它们已定义的行为，您可能会考虑至少在调试版本中使用这些：

#ifdef _DEBUG
    assert(dynamic_cast<B*>(aaa));
#endif

这可以防止由于未定义的行为（我假设您使用调试版本进行测试）导致的 a) 向上转换和 b) 运行时错误。

【讨论】：

谢谢 Coder02，我知道 C++ 有各种各样的强制转换关键字，但我从没想过我正在执行 C-Style Typecasting。谢谢大家的回复。这是一个很大的帮助:)
别搞错了——C 风格的强制转换并不总是坏事，也并不总是在 C++ 中导致未定义的结果——这只是你的情况，因为 A 不是从 B 继承的。@Anders已经回答了这在内存中的样子以及为什么在这种情况下结果未定义。

【解决方案3】：

这是未定义的行为（即它是偶然发生的）。

【讨论】：

【解决方案4】：

考虑一下：

struct A
{
   int i;
   short s;
};

struct B : A
{
   long p;
};

struct A a;

+-----+-----+
|  i  |  s  |
+-----+-----+

struct B* b = (B*)&a;

现在访问结构成员 p； (b->p)

您认为 p 具有有效值是否合理？它仍然指向“a”实例。

你应该看看 dynamic_cast 和虚函数

【讨论】：

【解决方案5】：

编译实际上将 b->f2 视为 f2(b) 和 f2(b) 等于（伪代码）

address_of_x = b+offset_x_in_B
int x;
memcpy(&x, address_of_x, sizeof(int));
std::cout<<x<<std::endl;

其中 offset_x_in_B 是编译器确定的 c++ 对象模型的值。

所以当 b 是 A 实例时，行为将是未定义的（如果 A 只有一个 int 成员，而不是 x，则应该显示它。）

【讨论】：