为什么 this 指针地址与析构函数中的预期不同（c ++）

Question

我对基类析构函数中的 this 指针有一个奇怪的问题。

问题描述：

我有 3 个班级：A1，A2，A3

A2从A1公开继承，从A3私下继承

class A2:private A3, public A1 {...}

A3有一个函数getPrimaryInstance() ...返回A1类型对A2实例的引用：

A1& A3::getPrimaryInstance()const{
    static A2 primary;
    return primary;
}

而A3的构造是这样的：

A3(){
    getPrimaryInstance().regInst(this);
}

（其中regInst(...)是A1中定义的函数，用于存储指向所有A3实例的指针）

类似的A3析构函数：

~A3(){
    getPrimaryInstance().unregInst(this);
}

^这就是问题发生的地方！

当名为primary的静态A2实例在程序终止时被销毁时，将调用A3析构函数，但在~A3 中，我尝试访问我正在销毁的同一实例上的函数。 =>运行时访问冲突！

所以我认为可以用一个简单的 if 语句来修复，如下所示：

~A3(){
    if(this != (A3*)(A2*)&getPrimaryInstance()) //Original verison
    //if (this != dynamic_cast<A3*>(static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance())))
    //Not working. Problem with seeing definitions, see comments below this post

        getPrimaryInstance().unregInst(this);
}

（双重转换的原因是继承：）
A1 A3
。\ /
。A2
（但这并不重要，可以只是(int) -casted 或其他）

关键是它仍然崩溃。使用调试器单步执行代码显示，当我的A2 主实例被破坏时，析构函数中的this指针和我通过调用getPrimaryInstance()获得的地址由于某种原因根本不匹配！我不明白为什么this指针指向的地址总是与它（以我有限的知识）应该的不同。:(

在析构函数中这样做：

int test = (int)this - (int)&getPrimaryInstance();

还向我展示了差异不是恒定的（我简要地有一个理论，即存在一些恒定的偏移量）所以它就像是两个完全不同的对象，而它应该是同一个。:(

我在 VC++ Express (2008) 中编码。在谷歌搜索后，我发现了以下 MS 文章：
FIX: The "this" Pointer Is Incorrect in Destructor of Base Class

这与我遇到的问题不同（并且据说在 C++.Net 2003 中也已修复）。但不管症状似乎很相似，他们确实提出了一个简单的解决方法，所以我决定尝试一下：
删除 not-working- if -语句并在第二次继承前添加virtual到A2，如下所示：

class A2:private A3, public A1 {...} // <-- old version
class A2:private A3, virtual public A1 {...} //new, with virtual!

它奏效了！在此终场仍是看似错误的，但不再给出了一个访问冲突。

所以我的大问题是为什么？
为什么this指针不指向它应该指向的位置（？）？
为什么像上面那样向继承添加virtual可以解决它（尽管这仍然指向&getPrimaryInstance()之外的其他地方）？
这是一个错误吗？有人可以在非 MS 环境中尝试吗？
最重要的是：这安全吗？？当然它不会再抱怨了，但我仍然担心它没有做它应该做的。:S

如果有人对此有所了解或经验并且可以帮助我理解它，我将非常感激，因为我仍在学习 C++，这完全超出了我目前的知识范围。

Answer 1

你使用 C 类型转换会害死你。
在多重继承的情况下，它特别容易崩溃。

您需要使用dynamic_cast<>来向下转换类层次结构。虽然您可以使用 static_cast<> 向上移动（就像我所做的那样），但有时我认为使用dynamic_cast<> 向两个方向移动会更清晰。

避免在 C++ 代码中进行 C 风格转换

C++ 有 4 种不同类型的强制转换，旨在替代 C 风格的强制转换。您正在使用与reinterpret_cast<> 等效的内容，并且使用不正确（任何优秀的C++ 开发人员在看到reinterpret_cast<> 时都会在这里稍等片刻）。

~A3(){
    if(this != (A3*)(A2*)&getPrimaryInstance())
        getPrimaryInstance().unregInst(this);
}

Should be:

~A3()
{
   if (this != dynamic_cast<A3*>(static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance())))
   {    getPrimaryInstance().unregInst(this);
   }
}

A2 对象的布局：（大概是这样的）。

     Offset   Data
A2   0x00   |------------------
     0x10   * A3 Stuff
            *------------------
     0x20   * A1 Stuff
            *------------------
     0x30   * A2 Stuff

在 getPrimaryInstance() 中

 // Lets assume:
 std::cout << primary; // has an address of 0xFF00

返回的引用将指向对象的 A1 部分：

std::cout << &getPrimaryInstancce();
// Should now print out 0xFF20

如果您使用 C 风格的强制转换，它不会检查任何内容，只会更改类型：

std::cout << (A2*)&getPrimaryInstancce();
// Should now print out 0xFF20
std::cout << (A3*)(A2*)&getPrimaryInstancce();
// Should now print out 0xFF20

不过，如果您使用 C++ 转换，它应该正确补偿：

std::cout << static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance());
// Should now print out 0xFF00
std::cout << dynamic_cast<A3*>(static_cast<A2*>(&getPrimaryInstance()));
// Should now print out 0xFF10

当然，实际值都非常依赖于编译器，并且取决于实现布局。以上只是可能发生的情况的一个示例。

尽管正如所指出的，对当前正在被销毁的对象调用dynamic_cast<>可能并不安全。

那么怎么样

更改 regInst() 以便它为注册的第一个对象返回 true。getPrimaryInstance() 将始终由第一个要创建的对象创建，因此它始终是第一个注册自身的对象。

将此结果存储在本地成员变量中，并且只有在您不是第一个时才取消注册：

A3()
{
    m_IamFirst = getPrimaryInstance().regInst(this);
}

~A3()
{
    if (!m_IamFirst)
    {
         getPrimaryInstance().unregInst(this);
    }
}

问题：

为什么 this 指针没有指向它应该指向的地方（？）？

确实如此。只需使用 C-Cast 螺丝固定指针即可。

为什么像上面那样向继承添加 virtual 可以解决这个问题（尽管它仍然指向 &getPrimaryInstance() 之外的其他地方）？

因为它改变了内存中的布局，使得 C-Cast 不再搞乱你的指针。

这是一个错误吗？

No. C-Cast 的错误使用

有人可以在非 MS 环境中尝试一下吗？

它会做类似的事情。

最重要的是：这安全吗？

不。虚拟成员的布局由实现定义。你只是碰巧很幸运。

解决方案：停止使用 C 风格的强制转换。使用适当的 C++ 转换。