void* 是否保留继承信息？答案

【问题标题】：Does void* reserve inheritance information?void* 是否保留继承信息？
【发布时间】：2017-04-20 14:08:53
【问题描述】：

void* 是否有可能保留类型信息？
我试图通过将B* b 转换为void* v 使其忘记真正的类型（B*），但它似乎知道它的起源。
这对我来说是好运，但我不知道为什么。

这是一个简化的代码 (full demo) :-

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class B{public: int ib=1;};
class C:public B{public: int ic=2;};

int main() {
    B* b=new C();
    void* v=b;                     //<- now you forget it!
    C* c=static_cast<C*>(v);    
    std::cout<<c->ib<<" "<<c->ic<<std::endl; //print 1 and 2 correct (it should not)
    return 0;
}

我希望c 指向B* 的地址（地址错误），但它似乎知道v 是B* 并正确转换。

问题

为什么有效？ void* 真的记得类型吗？
它能“记住”多远？

背景

我正在尝试创建一个 void* 抽象类 here，但很惊讶它可以工作。
我想确保这是预期的标准行为。

编辑：很抱歉这个新手问题。
现在，我意识到我误解了void*。

【问题讨论】：

通过使用static_cast，您是在告诉它的类型。如果您改为告诉它一些完全不相关的类型，它甚至可能似乎工作。它只是下面的字节，以不同的方式解释。（不过应该是Undefined Behaviour）。
只有当v 指向C 时，强制转换才有效，而它恰好是这样做的。 b、v 和 c 恰好都指向同一个地址。当您使用多重继承时，情况并非总是如此，并且强制转换会产生无效的指针。
@BoBTFish 但我已经说明它是“C*”，而不是“B*”。
您创建了一个new C，因此在指针的另一端是C 对象的有效字节表示。为什么你会惊讶于说“在这个指针的末尾是一个C”（即`static_cast）你得到了预期的值？

标签： c++ c++14 void-pointers static-cast

【解决方案1】：

未定义的行为是未定义的。这意味着您可能，只是可能，无论如何都会得到“正确答案”。

在这种特殊情况下，您的编译器布局完全有可能组织C，使得C 及其基类B 具有相同的地址。因此，如果您以未定义的方式假装其中一个是指向另一个的指针，您将得到正确的行为。

今天。明天会发生什么只是猜测。

这不是您可以依赖的。这只是一个“幸运”的偶然事件。

它是指向 C 的指针，然后是指向 B 的指针，然后是指向 void 的指针，然后又是指向 C 的指针。所有完全合法的转换。

不，他们不是。

它是一个指向C 的指针，然后是一个指向B 的指针。然后它变成void*。但标准非常明确：如果您将指针转换为void*，唯一合法的转换是将其转换为指向确切类型的指针投自。因此，如果您从B* 转换为void*，则唯一合法的转换是返回B*。

不是从B派生的类型。

C++17 将“确切类型”变为“指针可互转换类型”。但是基类和派生类不是指针互转换的，所以它仍然是 UB。

【讨论】：

知道了。是的，您在备份的路上绝对需要通过B*。
@NicolBolas：可否添加相关的标准段落？
你能修改我的代码吗？我随机尝试向这两个类添加更多字段，但它仍然有效。
@javaLover 有 C 继承自 B 之前的非空类。
@VittorioRomeo：这是多种事物的结合。 [expr.static.cast]/13 解释了static_cast 的行为，对于转换为错误的类型，它只是说指针值不变；它特别地并没有说它是一个指向C 类型对象的指针。通过C 类型的指针访问B 类型的对象的未定义行为是通过[basic.lval]/8 处理的。

【解决方案2】：

（Nicol 是正确的；我的回答更入门，不涉及语言律师；不过，您应该会发现它与您在现实中的观察充分匹配。）

我希望 c 指向 B* 的地址

确实如此。

（地址错误）

不，这是正确的地址。

但它似乎知道 v 是 B* 并且正确转换。

它知道每个C 都有一个B 基数。因为这就是C 的定义方式。

所以C* 指向一个内存区域，其中包含一些B 的内容，然后是一些C 的内容。

您的void* 什么都不记得了；所有这些“智能”都存在于B 和C 的定义中。

【讨论】：