c++ - 如何评估指针和reinterpret_cast？

Question

我有以下在 Visual Studio 中运行的代码。 c的地址与pa指向的地址相同，但与pb的地址不同。然而，这两个三元运算符都将评估为 true，这是仅查​​看代码而在调试器中看不到 pa 和 pb 的指向地址时所期望的结果。第三个三元运算符的计算结果为 false。

#include <iostream>

class A
{
public:
    A() : m_i(0) {}

protected:
    int m_i;
};

class B
{
public:
    B() : m_d(0.0) {}

protected:
    double m_d;
};

class C
    : public A
    , public B
{
public:
    C() : m_c('a') {}

private:
    char m_c;
};

int main()
{
    C c;
    A *pa = &c;
    B *pb = &c;

    const int x = (pa == &c) ? 1 : 2;
    const int y = (pb == &c) ? 3 : 4;
    const int z = (reinterpret_cast<char*>(pa) == reinterpret_cast<char*>(pb)) ? 5 : 6;

    std::cout << x << y << z << std::endl;

    return 0;
}

这是如何工作的？

Answer 1

pa 和pb 其实是不一样的。一种测试方法是:

reinterpret_cast<char*>(pa) == reinterpret_cast<char*>(pb)

pa == &c 和 pb == &c 都返回 true，但这并不意味着上面的一定是 true 。 &c 将通过隐式指针转换转换为适当的指针类型(A* 或 B*)。此转换将指针的值更改为 &c 指向的对象的相应基类子对象的地址。

来自 cppreference :

A prvalue pointer to a (optionally cv-qualified) derived class type can be converted to a prvalue pointer to its accessible, unambiguous (identically cv-qualified) base class. The result of the conversion is a pointer to the base class subobject within the pointed-to object. The null pointer value is converted to the null pointer value of the destination type.

(强调我的)

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A是C的第一个非虚基类，所以直接放在C的内存空间的开头，即:

reinterpret_cast<char*>(pa) == reinterpret_cast<char*>(&c)

是真。但是，B子对象布局在A之后，不可能满足上述条件。隐式转换和 static_cast 都会为您提供基本子对象的正确地址。