基类指针和分段错误答案

【问题标题】：Base class pointers and segmentation error基类指针和分段错误
【发布时间】：2019-11-29 20:43:43
【问题描述】：

以下代码编译但运行时出现分段错误。我使用的是动态内存主要使用指向派生类对象的基类指针，并且在运行时会出错。

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
  int b;
  int b1;
  Base() : b(0), b1(0) { cout << "Base constructor" << endl; }
  virtual void Input() {
    cout << "Enter number b : ";
    cin >> b >> b1;
    // return *this;
  }
  virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base {
public:
  int d;
  // Constructor
  Derived() : d(0) { cout << "Derived constructor" << endl; }
  void Input() {
    Base::Input();
    cout << "Enter number d : ";
    cin >> d; //>> d1;
    // return *this;
  }
  ~Derived() {}
};

int main() {
  Base *s = new Derived[2];
  // When complexity of data members increases this line causes
  // segmentation fault
  s[1].Input(); // Here the problem

  delete[] s;
}

【问题讨论】：

您能否礼貌地显示错误发生的位置？
Base *s = new Derived[2]。危险威尔罗宾逊！
您不能创建 Derived 数组并使用 Base 指针访问该数组。
如果你想要一个指针数组，你应该使用new两次。
仅仅因为编译的东西不意味着它是一个有效的 C++ 程序。

标签： c++

【解决方案1】：

你不能这样做：

Base* s = new Derived[2];

s 基本上被认为是Base 实例的数组，而Derived 的实例存储在里面。

您要么需要创建一个指向Base 的指针数组，然后用指向动态创建的Derived 对象的指针填充它（请参阅this question），或者最好使用向量：

std::vector<std::unique_ptr<Base>> s;
s.push_back(std::make_unique<Derived>());
s.push_back(std::make_unique<Derived>());

【讨论】：

【解决方案2】：

标准说（引自最新草案）：

[expr.delete]

...在数组删除表达式中，如果要删除的对象的动态类型与其静态类型不同，则行为未定义。

您通过指向基类型的指针进行数组删除：您的程序的行为未定义。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果你会执行这些语句

std::cout << "sizeof( Base ) = " << sizeof( Base ) << '\n';
std::cout << "sizeof( Derived ) = " << sizeof( Derived ) << '\n';

然后可以看到如下输出

sizeof( Base ) = 16
sizeof( Derived ) = 24

所以类的大小是不同的。

在这个表达式中

s[1]

这里用到了指针算法。表达式的计算方式类似于

*( s + 1 )

反过来又可以像这样重写

*reinterpret_cast<Base *>( ( char * )s + sizeof( Base ) )

因为指针s的静态类型是Base *。

因此，这个表达式 ( char * )s + sizeof( Base ) 不是指向 Derived 类型的第二个元素的指针，因为没有使用子表达式 sizeof( Derived )，而是使用了子表达式 sizeof( Base )。

【讨论】：