多态类复制段错误上的 dynamic_cast

Question

以下代码 sn-p 在dynamic_cast 期间导致分段错误。谁能向我解释为什么会发生这种情况？

#include <cassert>
#include <cstdint>

uint8_t buffer[32];

class Top {
public:
    virtual ~Top() = default;
};

template <typename T>
class Middle : public Top {
public:
    void copy() {
        // Create copy of class instance in buffer
        auto memory{reinterpret_cast<T *>(buffer)};
        *memory = *dynamic_cast<T *>(this);

        // Upcast, works
        Top * topPtr{memory};
        assert(topPtr != nullptr);

        // Downcast, causes segmentation fault, why?
        auto bottomPtr{dynamic_cast<T *>(topPtr)};
    }
};

class Bottom : public Middle<Bottom> {
};

int main() {
    Bottom b;   
    b.copy();
}

谢谢。

Answer 1

auto memory{reinterpret_cast<T *>(buffer)};
*memory = *dynamic_cast<T *>(this);

这是不正确的方法，您不能只将某些字节解释为T。对象只能通过调用适当的构造函数来创建，例如初始化虚拟跳转表。

即使在您的上下文中，第二行也是错误的。它调用赋值运算符，正确地假定它的this 是一个活动对象。

正确的方法是使用带有正确对齐存储的放置new，例如std::aligned_storage_t<sizeof(T),alignof(T)>。

工作示例：

#include <cstdint>
#include <cassert>
#include <type_traits>
#include <new>

class Top {
public:
    virtual ~Top() = default;
};


template <typename T>
class Middle : public Top {
public:
    void copy() {
        std::aligned_storage_t<sizeof(T),alignof(T)> buffer;
        // Create a new T object. Assume default construction.
        auto* memory = new(&buffer)T();
        // Copy the object using operator=(const T&)
        *memory = *dynamic_cast<T *>(this);

        // Upcast, works
        Top * topPtr{memory};
        assert(topPtr != nullptr);
        // Downcast also works.
        auto* bottomPtr{dynamic_cast<T *>(topPtr)};

        // Using placement new requires explicit call to destructor.
        memory->~T();
    }
};

class Bottom : public Middle<Bottom> {
};

int main() {
    Bottom b;   
    b.copy();
}

• 生命周期从构造函数调用开始，你无法绕过它，如果它需要参数，你必须传递它们。
• operator= 是复制对象的正确方法，除非您真的知道自己在做什么，否则不要使用 std::memcpy。
• placement new 创建的对象需要显式调用其析构函数。
• 请不要将指针隐藏在 auto、typedef 或 using 后面，不透明的句柄除外。