c++ - 无法将 “member pointer to derived class”转换为 “member pointer to base class”

Question

在C++中，使用指向基类的指针调用类的虚拟成员函数当然是很常见的事情。因此，我感到奇怪的是，当您拥有成员指针而不是普通指针时，似乎不可能做同样的事情。请考虑以下代码:

struct B
{
    virtual void f();
};

struct D : B
{
    virtual void f();
};

struct E
{
    B b;
    D d;
};

int main()
{
    E e;

    // First with normal pointers:
    B* pb1 = &e.b;  // OK
    B* pb2 = &e.d;  // OK, B is a base of D
    pb1->f();  // OK, calls B::f()
    pb2->f();  // OK, calls D::f()

    // Now with member pointers:
    B E::* pmb1 = &E::b;  // OK
    B E::* pmb2 = &E::d;  // Error: invalid conversion from ‘D E::*’ to ‘B E::*’
    (e.*pmb1).f();  // OK, calls B::f()
    (e.*pmb2).f();  // Why not call D::f() ???

    return 0;
}

Visual C++继续说:
error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'D E::* ' to 'B E::* '
Types pointed to are unrelated; conversion requires reinterpret_cast, C-style cast or function-style cast
我不明白为什么这些“无关”。为什么这不可能呢？

编辑:
我试图将其保留为C++问题，而不是我要解决的特定问题，但这实际上是我想做的事情:

std::vector<B E::*> v;
v.push_back( &E::b ); // OK
v.push_back( &E::d ); // Error

B& g( E& e, int i )
{
  return e.*v[i];
}

E是包含从B派生的几个成员的类。 vector v用于组织(例如重新排序)指向这些成员的成员指针。 vector v很少更改。函数g()允许您使用v的索引来选择E的成员之一。它经常被调用，并且每次都有不同的E被调用。

如果您考虑一下，v只是偏移量的查找表。函数g()只需选择这些偏移量之一，然后将其添加到E *中即可返回B *。 g()函数由编译器内联，并且仅编译为4条CPU指令，这正是我想要的:

// g( e, 1 )
mov         rax,qword ptr [v (013F7F5798h)]
movsxd      rcx,dword ptr [rax+4]
lea         rax,[e]
add         rcx,rax

我无法想到该标准不允许将D E::*转换为B E::*的任何原因。

Answer 1

简单的答案是，C++没有定义您尝试的转换，因此您的程序格式错误。

考虑标准转换(C++11§4/ 1):

Standard conversions are implicit conversions with built-in meaning. Clause 4 enumerates the full set of such conversions.

由于您没有执行任何强制转换，也没有定义任何自定义转换，因此您确实在执行这种标准转换。在没有枚举所有可能的此类转换的情况下，您的示例明确关注了两个:指针转换和成员转换指针。请注意，C++不会将指向成员类型的指针视为指针类型的子集。

指向成员转换的指​​针在C++11§4.11中定义，并且正好包含两个转换:

空成员指针转换，它允许将空指针常量转换为指向成员类型(4.11 / 1)的指针。

人为设计的第二转换(4.11 / 2):

“pointer to member of B of type cv T”, where B is a class type, can be converted to a [...] “pointer to member of D of type cv T”, where D is a derived class [...] of B

与此相对的上一节4.10定义了三个指针转换:

空指针转换(4.10 / 1)，它允许将空指针常量转换为指针类型。

转换为指向void(4.10 / 2)的指针，这允许将任何指针类型转换为指向void的指针。

以及为什么它可以与指针一起使用(而不是指向成员的指针)(4.1​​0 / 3):

A [...] “pointer to cv D”, where D is a class type, can be converted to a [...] “pointer to cv B”, where B is a base class [...] of D

因此，总结一下:您正在尝试的标准转换是为您的指针示例定义的，但对于成员变量的指针则根本不存在。