C++通过类范围访问实例的成员

Question

我正在将应用程序从 Windows 移植到 Linux。一个组件从文件中读取结构化数据。

示例输入:#10=CLOSED_POCKET(2.0, 地毯);

对于每个可能的实体，都会从类型定义中生成相应的 C++ 类。工厂根据实体的名称(即 CLOSED_POCKET)创建相应的对象。之后属性被一个接一个地读取。因此我们想通过当前属性的索引来分配c++类的成员。

代码在使用 Visual Studio 2010 编译的 Windows 上正常工作。我将代码移植到 Linux 10.04 (Lucid Lynx) 并在 Eclipse CDT Indigo 中使用 gcc 4.4.6 成功编译它。

Linux 上的问题:当我访问属性的方法时，调试器有时会跳转到错误的函数(相应地，当应该调用子类的函数时函数偏移量不正确)导致段错误。

我做了一个最小的例子，它也会导致段错误(见下文)。

我现在的问题是:当 Windows 能够成功运行它时，我必须做什么，才能在带有 GCC 的 Linux 下运行它？

我知道根据 c++ 标准向下转换虚拟继承类是非法的(参见 Downcast in a diamond hierarchy), 但也许存在另一种解决方案来通过类范围访问实例的成员。由于 ISO 标准给出的实体结构，因此需要虚拟继承。

我还想为每个实例提供一个访问数组 (MemberPtrArray)，但是如果读取了大约 80'000 个实体，则在类范围内访问会更好。

/*
 * MemberPointerTest.h
 */

#ifndef MAINTEST_H_
#define MAINTEST_H_

#include <string>

class BaseAttribute{
public:
    virtual void SetReal(double value);
    virtual void SetSelectName(std::string selectName);
};
class RealAttribute : public BaseAttribute{
public:
    double value;
    virtual void SetReal(double value);
};
class SelectAttribute: public BaseAttribute{
public:
    std::string selectName;
    virtual void SetSelectName(std::string selectName);
};

class BaseEntity{
public:
    BaseAttribute id;
    virtual ~BaseEntity(){}
};
class PocketEntity : virtual public BaseEntity{
public:
    RealAttribute depth;
};
class ClosedPocketEntity : virtual public PocketEntity{
public:
    SelectAttribute surfaceType;
    static BaseAttribute ClosedPocketEntity::* memberPtrArray[3];
    BaseAttribute* GetMember(unsigned int index);
};

#endif 



/* 
 * MemberPointerTest.cpp
 */

#include "MemberPointerTest.h"

void BaseAttribute::SetReal(double value){

}
void BaseAttribute::SetSelectName(std::string selectName){

}

void RealAttribute::SetReal(double value){
    this->value = value;
}
void SelectAttribute::SetSelectName(std::string selectName){
    this->selectName = selectName;
}

BaseAttribute ClosedPocketEntity::* ClosedPocketEntity::memberPtrArray[] = {
        (BaseAttribute ClosedPocketEntity::*) &PocketEntity::depth,
        (BaseAttribute ClosedPocketEntity::*) &ClosedPocketEntity::surfaceType
};
/* Tried the following alternatives:
*  &PocketEntity::depth, // cannot convert ‘RealAttribute PocketEntity::*’ to ‘BaseAttribute ClosedPocketEntity::*’ in initialization
*  (RealAttribute ClosedPocketEntity::*) &ClosedPocketEntity::depth, // invalid conversion from ‘RealAttribute ClosedPocketEntity::*’ to ‘BaseAttribute ClosedPocketEntity::*’
*/

BaseAttribute* ClosedPocketEntity::GetMember(unsigned int index){
    return &(this->*memberPtrArray[index]);
}


int main(){
    ClosedPocketEntity cpEntity;

    // Case 1: Calls SetReal of BaseAttribute
    BaseAttribute* depthPtr = cpEntity.GetMember(0);
    depthPtr->SetReal(3.0);

    // Case 2: Produces Segmentation fault
    RealAttribute* depthPtr2 = dynamic_cast<RealAttribute*>(cpEntity.GetMember(0));
    depthPtr2->SetReal(2.0); // SIGSEGV

    return 0;

}

Answer 1

BaseAttribute ClosedPocketEntity::* ClosedPocketEntity::memberPtrArray[] = {
        (BaseAttribute ClosedPocketEntity::*) &PocketEntity::depth,
        (BaseAttribute ClosedPocketEntity::*) &ClosedPocketEntity::surfaceType
};

您在此处强制执行的第一个指针转换无效。来自 C++03 §4.11/2 指向成员转换的指​​针:

An rvalue of type “pointer to member of B of type cv T,” where B is a class type, can be converted to an rvalue of type “pointer to member of D of type cv T,” where D is a derived class (clause 10) of B. If B is an inaccessible (clause 11), ambiguous (10.2) or virtual (10.1) base class of D, a program that necessitates this conversion is ill-formed.

(据我所知，C++11 中的措辞没有变化。)

&PocketEntity::depth 属于 RealAttribute PocketEntity::* 类型，因此即使转换为 RealAttribute ClosedPocketEntity::* 也是错误的-形成，因为 PocketEntity 是 ClosedPocketEntity 的虚拟基础。

clang++ 有这个有用的错误消息:

error: conversion from pointer to member of class 'PocketEntity'
  to pointer to member of class 'ClosedPocketEntity'
  via virtual base 'PocketEntity' is not allowed

如果你去掉虚拟继承，根据GCC和clang，转换仍然无效:

error: cannot initialize an array element of type
 'BaseAttribute ClosedPocketEntity::*'
with an rvalue of type
 'RealAttribute PocketEntity::*'

我在标准的该部分中看到的任何内容都不允许这种转换(但请注意，我在这里超出了我的理解范围，并且很可能会遗漏精彩的 C++ 转换规则中的某些内容)。

您在 Windows 上使用的编译器要么允许将此作为​​扩展，要么恰好在这种情况下“做你想做的事”。其他编译器似乎以不同方式处理强制无效转换。

至于如何解决这个问题，恐怕我不知道。 (你确定你需要这么复杂的设计吗？)