C++多继承中使用的reinterpret_cast

Question

在做一些 c++ 练习时，我发现了一个与多继承和强制转换相关的有趣例子。

我不明白为什么 reinterpret_cast<char*>(b1) is not equal reinterpret_cast<char*>(b2)。

这是一个简单的程序，我在上面提到过：

#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 d;
    A *b1 = &d;
    B *b2 = &d;

    const int a = (reinterpret_cast<char*>(b1) == reinterpret_cast<char*>(&d)) ? 1 : 2;
    const int b = (b2 == &d) ? 3 : 4;
    const int c = (reinterpret_cast<char*>(b1) == reinterpret_cast<char*>(b2)) ? 5 : 6;

    std::cout << a << b << c << std::endl;

    return 0;
}

当 reinterpret_cast(b1) 等于 reinterpret_cast(&d) 时，您能否对此主题提供任何评论以帮助我弄清楚为什么 reinterpret_cast(b1) 不等于 reinterpret_cast(b2)？

Answer 1

基类子对象必须以某种方式排列在最派生对象内的内存中。在您的情况下，编译器似乎是这样做的：

C---------------+
|A---+ B---+    |
||m_i| |m_d| m_c|
|+---+ +---+    |
+---------------+

这意味着A子对象从与整个C对象相同的地址开始，但B子对象的大小A（即 an 的大小int）发生了偏移。

B *b2 = &d;

因为b2是指向 的指针B，所以它指向B子对象，因此它指向的物理地址是移位后的地址。

至于为什么b2 == &d成立 - 永远无法比较指向不同类型的指针是否相等。但是指向派生类的指针可以隐式转换为指向基类的指针。Sob2 == &d实际上转换为b2 == static_cast<B*>(&d)，它成立。请注意，隐式转换自然会应用移位，并且它与您b2最初用来获得的相同。

您可以尝试重新组织继承顺序或删除/添加一些数据成员以查看它如何影响布局。