【发布时间】：2012-07-14 19:10:43
【问题描述】：
编译器如何控制内存中变量的保护？内存中是否有与私有变量相关的标记位？它是如何工作的？
【问题讨论】：
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编译器=编译时，内存=运行时，差别很大
标签： c++ memory-management private-members data-protection
【发布时间】：2012-07-14 19:10:43
【问题描述】：
如果您的意思是 private 实例成员，那么在运行时没有任何保护。所有保护都发生在编译时，如果你知道它们在内存中的布局，你总是可以得到一个类的私有成员。这需要了解平台和编译器，在某些情况下甚至可能取决于编译器设置，例如优化级别。
例如，在我的带有 GCC 4.6 的 Linux/x86-64 上，下面的程序完全符合您的预期。它绝不是可移植的，并且可能会在异国情调的编译器上打印出意想不到的东西，但即使是那些编译器也会有自己特定的方式来获取私有成员。
#include <iostream>
class FourChars {
private:
char a, b, c, d;
public:
FourChars(char a_, char b_, char c_, char d_)
: a(a_), b(b_), c(c_), d(d_)
{
}
};
int main()
{
FourChars fc('h', 'a', 'c', 'k');
char const *p = static_cast<char const *>(static_cast<const void *>(&fc));
std::cout << p[0] << p[1] << p[2] << p[3] << std::endl;
}
（复杂的转换是因为void* 是唯一可以转换任何指针的类型。然后void* 可以转换为char* 而无需调用strict aliasing rule。这可能是单reinterpret_cast 也是——实际上，我从不玩这种肮脏的把戏，所以我不太熟悉如何以最快的方式做到这一点:)
【讨论】：
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@LuchianGrigore：为什么会这样？
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@LuchianGrigore：我不这么认为。鉴于
FourChars必须至少有四个大小，打印它的前四个字节的结果具有依赖于实现，但不是未定义的行为。 -
@Mehrdad:
reinterpret_cast<>? -
@Vlad：我懒惰地使用了第一个有效的演员表。 C 风格的演员表会产生相同的结果。
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标准草案 N3242 9.2.20 指向标准布局结构对象的指针，使用 reinterpret_cast 适当转换，指向其初始成员（或者如果该成员是位字段，则指向单元它所在的位置），反之亦然。 [注意：因此，标准布局结构对象中可能有未命名的填充，但不是在其开头，这是实现适当对齐所必需的。尾注]
编译器的工作是查看某些成员是私有的并禁止您使用它们。编译后它们与其他成员没有任何太大的不同。
有一个重要方面，因为数据成员不需要按照它们在类定义中出现的顺序排列在内存中，但它们是变量所必需的具有相同的访问级别。
【讨论】：
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从纯 C++ 的角度来看，stackoverflow.com/a/11486632/924727 的示例是 UB，因为可以通过某种方式填充变量以获得给定的对齐方式（因此，
(&a)[1]不一定是b，即使它被授予&b > &a)。但是一旦给出了编译器并定义了编译选项，行为就不再依赖于执行。如果它有效，它将永远有效，如果它不...永远不会。事实上，它是不可移植的代码。 -
@EmilioGaravaglia：如果有填充，那么我的示例不显示 UB；它的行为只是依赖于实现。即，它将打印一些任意字节，但不会崩溃。是的，它是不可移植的，也许我应该更明确地说明这一点。
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@larsmans：根据 UB 的 C++ 规范定义（因为 UB 本身已定义 :-) ），UB 并不一定意味着“崩溃”。它只是意味着“不是由 C++ 规范本身定义的”。如果它是“编译器依赖”，对于 ISO C++，是 UB。事实上，我们只是在说同一个概念，用不同的措辞，因为不同的视角（语言或编译器）
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@EmilioGaravaglia：我知道 UB 是什么意思。我并不是说 UB 会导致崩溃，而是我的程序 不会 因为它不会 导致 UB。 C++ 标准还保留了一些实现定义的东西，编译器编写者可以选择实现什么行为。对齐就是一个例子；见标准草案 pp. 1318 ff。完整列表。