C++指针转换

2010-03-06 08:51:26 277 阅读 AI 写同款 · GEO 优化AI 选题数据监测一键分发 ›

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如果有两个类CA, CB, 分别有成员函数funA, funB。

有一个指向CA的指针pA, 如果强制转换一下pB=(CB*)pA, 那么pB,pA实际上指向的是同一个地址，可为什么pB->funB(),和pA->funA()都可以运行？

以前一直以为指针指向的内存应该是某个固定的变量，如果是CA的实例，那么就应该总是CA.

这是为什么呢？

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uis2r 2010-03-07

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学习啦,真是个学习的好地方.

na2650945 2010-03-07

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引用 15 楼 demon__hunter 的回复:

1 非虚拟成员函数是静态绑定的，
2 非静态成员函数调用时编译器隐式传入this指针的值。
由于funB()为非虚拟成员函数，所以是静态绑定，实质是编译器在pb->funB();处直接翻译成调用B类中funB()的汇编代码，编译器调用funB()时是根据pb类型来确定调用哪个类的funB函数时，也就是说根据->左边对象的类型来确定调用的函数。

函数参数入栈后，this指针的值也会入栈或者存入ecx寄存器。而this指针的值可以认为是pb的值，也就是->左边对象的值。传入this值的目的是为了操作对象里的数据，通过类的声明，编译器可以确定对象内成员变量的相对于类对象起始地址的偏移，即相对this值的偏移。而成员函数调用时隐式传入的this值，编译器是不对this值进行检查，编译器只是简单生成this+偏移操作对象的汇编代码，所以->左边对象的类型正确，编译器就会找到相应的成员函数，不管传入this值是否正确，只要this+偏移访问的地址是合法的，os也不会抱怨，一旦this+偏移不合法，激活os的异常机制，程序才会宕了。
下面代码验证以下上面所说的~~~
C/C++ code
#include<iostream>
#include<windows.h>usingnamespace std;class A
{public:void fun1(){};
};class B:public A
{public:int j;void fun2()
{
cout<<j<<endl;
cout<<"fun2"<<endl;
}
};class C:public A
{public:int i;void fun3()
{
cout<<i<<endl;
cout<<"fun3"<<endl;
}
};int main()
{
A*a=new B;
((B*)a)->j=1000;
((C*)a)->fun3();int i=99;
((C*)&i)->fun3();//静态绑定this+偏移访问内存即是i对应4个字节里内存 ((B*)&i)->fun2();//((B*)0)->fun2();this+偏移访问内存是非法内存
}

学习啦。
程序已经得上升到汇编的高度。
才能开明白啦。

Julykey 2010-03-07

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引用 12 楼 magic7004 的回复:

名字只是浮云，实际上名字代表的是地址。
比如 7 楼的类。
C/C++ codeclass CA
{int a;public :
CA(int n):a(n){}void showa()
{
cout<<"This is CA::showa() The value a ="<<a<<endl;
}
};
如果pa = new CA;其实就是为a分配内存，然后调用CA的构造函数。
pa->showa(); 是调用CA的第二个public函数，实际上就是执行CA的代码段offset(showa)地址的指令。
showa()中访问变量a，其实就是访问pa+offset(a)的地址。

pb = (CB*) pa; 其实就是pb指向pa的地址，并且认为pb是CB类型的。
所以pb->showb(); 其实就是执行CB的代码段offset(showb)地址的指令。
showb()中访问变量b，其实就是访问pb+offset(b)的地址。

但是很不幸的是，根据两个类的定义，offset(a) = offset(b),且a和b都是int类型；
所以代码可以执行，pb->showb执行的代码是CB的，但使用的变量（pb+offset(b)）则是CA的构造函数初始化的。

分析的很有道理！



class CA

{

	int a;

public :

	CA(int n):a(n){}

	void showa()

	{    

		cout<<"This is CA::showa() The value a = "<<a<<endl;    

	}

};



class CB

{

	double b;

public :

	CB(double n):b(n){}

	void showb()

	{

		cout<<"This is CB::showb() The value b = "<<b<<endl;

	}

};



void main()

{

	CA a(3);

	CB b(5.0);



	CA *pA = &a;

	CB *pB = &b;



	pA->showa();

	pB->showb();



	pB = (CB*)pA;



	pA->showa();

	pB->showb();

	system("pause");

}

此时，最后一个函数输出的结果为一个随机数。这说明，虽然将pA的地址赋给pB（此时所指为同一块内存pA），但是pB仍然按照自己的结构去理解pA。此时offset(b)和offset(a)已经不相同了，取不到a了，所以offset(b)只能取到一个随机数了。

机智的呆呆 2010-03-06

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1 非虚拟成员函数是静态绑定的，
2 非静态成员函数调用时编译器隐式传入this指针的值。
由于funB()为非虚拟成员函数，所以是静态绑定，实质是编译器在pb->funB();处直接翻译成调用B类中funB()的汇编代码，编译器调用funB()时是根据pb类型来确定调用哪个类的funB函数时，也就是说根据->左边对象的类型来确定调用的函数。

函数参数入栈后，this指针的值也会入栈或者存入ecx寄存器。而this指针的值可以认为是pb的值，也就是->左边对象的值。传入this值的目的是为了操作对象里的数据，通过类的声明，编译器可以确定对象内成员变量的相对于类对象起始地址的偏移，即相对this值的偏移。而成员函数调用时隐式传入的this值，编译器是不对this值进行检查，编译器只是简单生成this+偏移操作对象的汇编代码，所以->左边对象的类型正确，编译器就会找到相应的成员函数，不管传入this值是否正确，只要this+偏移访问的地址是合法的，os也不会抱怨，一旦this+偏移不合法，激活os的异常机制，程序才会宕了。
下面代码验证以下上面所说的~~~



#include<iostream>

#include<windows.h>

using namespace std;



class A

{

public:

    void fun1(){};

};

class B:public A

{

public:

    int j;

    void fun2()

    {

        cout<<j<<endl;

        cout<<"fun2"<<endl;

    }

};



class C:public A

{

public:

    int i;

    void fun3()

    {

        cout<<i<<endl;

        cout<<"fun3"<<endl;

    }

};



int main()

{

    A *a = new B;

    ((B*)a)->j=1000;

    ((C*)a)->fun3();



    int i=99;

    ((C*)&i)->fun3();//静态绑定this+偏移访问内存即是i对应4个字节里内存

    ((B*)&i)->fun2();

    //((B*)0)->fun2();this+偏移访问内存是非法内存



}

鼠 2010-03-06

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不考虑虚函数的情况下，大多数成员函数的实现是这样的：

a->fun(para1, para2);
其实是
fun(&a, para1, para2);

套用这个模型，剩下的自己想象～

magic7004 2010-03-06

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引用 11 楼 tianwen2976 的回复:

我认为将指针pA强制转化为指向CB类型时，;pA所指向的地址是不变的。

如果类中没有虚函数，确实是不变的。如果有虚函数，就不一定了

magic7004 2010-03-06

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名字只是浮云，实际上名字代表的是地址。
比如 7 楼的类。

class CA

{

    int a;

public :

    CA(int n):a(n){}

    void showa()

    {    

        cout<<"This is CA::showa() The value a = "<<a<<endl;    

    }

};

如果pa = new CA;其实就是为a分配内存，然后调用CA的构造函数。
pa->showa(); 是调用CA的第二个public函数，实际上就是执行CA的代码段offset(showa)地址的指令。
showa()中访问变量a，其实就是访问pa+offset(a)的地址。

pb = (CB*) pa; 其实就是pb指向pa的地址，并且认为pb是CB类型的。
所以pb->showb(); 其实就是执行CB的代码段offset(showb)地址的指令。
showb()中访问变量b，其实就是访问pb+offset(b)的地址。

但是很不幸的是，根据两个类的定义，offset(a) = offset(b),且a和b都是int类型；
所以代码可以执行，pb->showb执行的代码是CB的，但使用的变量（pb+offset(b)）则是CA的构造函数初始化的。

tianwen2976 2010-03-06

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我认为将指针pA强制转化为指向CB类型时，;pA所指向的地址是不变的。

giant1st 2010-03-06

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引用楼主 gooore 的回复:

如果有两个类CA, CB, 分别有成员函数funA, funB。

有一个指向CA的指针pA, 如果强制转换一下pB=(CB*)pA, 那么pB,pA实际上指向的是同一个地址，可为什么pB->funB(),和pA->funA()都可以运行？

以前一直以为指针指向的内存应该是某个固定的变量，如果是CA的实例，那么就应该总是CA.

这是为什么呢？

都可以运行，并不一定是正确的运行啊！

如果CA 和 CB的类型极为相似，比如只是成员函数是都仅仅是一条输出语句“cout<<”之类的，那就有可能都能运行啊！

gooore 2010-03-06

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那funA（）在什么地方呢？

越来越不太明白了，期待解惑。

引用 2 楼 yyg990441 的回复:

因为调用成员函数pB->funB（）；实际上是执行funB（pB）;将pB作为this指针

所以
pB,pA实际上指向的是同一个地址，可为什么pB->funB()《==》funB（pB）;
和pA->funA()《==》funA（pA）;

na2650945 2010-03-06

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引用 6 楼 yyg990441 的回复:

5楼的，你这样用不会出错的，解释请看2楼。
但是showa（）或者showb()里面如果使用了类的成员变量，就会出错了！

对。
差this指针。

kuillldan 2010-03-06

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引用 6 楼 yyg990441 的回复:

5楼的，你这样用不会出错的，解释请看2楼。
但是showa（）或者showb()里面如果使用了类的成员变量，就会出错了！

试了一下,调用pb->showb()输出的果然是a的值3

class CA

{

    int a;

public :

    CA(int n):a(n){}

    void showa()

    {    

        cout<<"This is CA::showa() The value a = "<<a<<endl;    

    }

};



class CB

{

    int b;

public :

    CB(int n):b(n){}

    void showb()

    {

        cout<<"This is CB::showb() The value b = "<<b<<endl;

    }

};



void main()

{

    CA a(3);

    CB b(5);



    CA *pA = &a;

    CB *pB = &b;



    pA->showa();

    pB->showb();



    pB = (CB*)pA;



    pA->showa();

    pB->showb();

}

输出结果：
This is CA::showa() The value a = 3
This is CB::showb() The value b = 5
This is CA::showa() The value a = 3
This is CB::showb() The value b = 3
请按任意键继续. . .

受教了=_=

yyg990441 2010-03-06

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5楼的，你这样用不会出错的，解释请看2楼。
但是showa（）或者showb()里面如果使用了类的成员变量，就会出错了！

kuillldan 2010-03-06

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以下代码编译运行均没有错误

class CA

{

public :

    void showa()

    {    

        cout<<"This is CA::showa()"<<endl;    

    }

};



class CB

{

public :

    void showb()

    {

        cout<<"This is CB::showb()"<<endl;

    }

};



void main()

{

    CA a;

    CB b;



    CA *pA = &a;

    CB *pB = &b;



    pA->showa();

    pB->showb();



    pB = (CB*)pA;



    pA->showa();

    pB->showb();

}

输出结果为：
This is CA::showa()
This is CB::showb()
This is CA::showa()
This is CB::showb()
请按任意键继续. . .

请高人解释

herman~~ 2010-03-06

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pB=(CB*)pA

CA 和 CB 两个类如果没任何关系，本身这样转换就编译不过吧

yyg990441 2010-03-06

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BTW,
pB->funB()《==》funB（pB）;

是编译器执行的，我们自己不能这样写代码，以上只是伪代码

yyg990441 2010-03-06

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因为调用成员函数pB->funB（）；实际上是执行funB（pB）;将pB作为this指针

所以
pB,pA实际上指向的是同一个地址，可为什么pB->funB()《==》funB（pB）;
和pA->funA()《==》funA（pA）;

dubiousway 2010-03-06

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show 你的程序

sdfsadfdsaffffffffffffffffff

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