C++多重继承与void*指针转换问题

Posted 2020-06-18 foruok

C++支持多重继承，然而多重继承可能会导致一些奇怪的问题，我前段时间遇到一个指针转换问题，非常典型。

先看一个简单的测试代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class IA 
{
public:
    virtual ~IA(){}
    virtual void a() = 0;
};

class IB
{
public:
    virtual ~IB(){}
    virtual void b() = 0;
};

class CMulti : public IA, public IB
{
public:
    CMulti(){}
    ~CMulti(){}

    void a(){ cout << "C::a()" << endl; }
    void b(){ cout << "C::b()" << endl; }
};

void testCastA(void *p)
{
    cout << "cast from void*(" << p << ")to IA*:  ";
    IA *a = (IA *)p;
    a->a();
}

void testCastB(void *p)
{
    cout << "cast from void*(" << p << ")to IB*:  ";
    IB *b = (IB *)p;
    b->b();
}


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    CMulti * c = new CMulti;

    cout << "cast to void*, then to IA or IB:" << endl;
    testCastA((void*)c);
    testCastB((void*)c);
    cout << endl;

    cout << "static_cast to void*, then to IA or IB:" << endl;
    testCastA((void*)static_cast<IA*>(c));
    testCastB((void*)static_cast<IB*>(c));
    cout << endl;

    cout << "dynamic_cast to void*, then to IA or IB:" << endl;
    testCastA((void*)dynamic_cast<IA*>(c));
    testCastB((void*)dynamic_cast<IB*>(c));

    return 0;
}

我测试了：

• 强制转换为void*
• 先static_cast再强制转换为void*
• 先dynamic_cast再强制转换为void*

（32位程序）运行的结果如下图所示：

差异很明显了，结论也很明了：多重继承时，子类指针转换为非第一继承的父类指针时，会发生地址偏移(注意图上标红的部分)。这是因为每一个父类都会占用 4 个字节维护自己的虚函数表。所以，当 CMulti* 转换为 IB* 时，指针加 4 ，因为 IA 是 CMulti 的第一父类， IB 是第二父类，依次类推……

如果我们在某些地方不得不使用 void* 来进行代码适配时，遇到多重继承就要注意这一点，否则很可能你调用的是 b() 方法，实际执行的是 a() ，达不到预期效果。