C++“处理多个基类的虚拟函数”

Posted 2023-02-23

【中文标题】C++“处理多个基类的虚拟函数”

【英文标题】：C++ "Virtual functions handling on multiple base classes"

【发布时间】：2012-08-27 17:59:53

【问题描述】：

我需要从两个不同的基类CBaseA和CBaseB派生一个子类CDerived。

另外，我需要在派生类上调用双亲的虚函数。因为我想稍后在一个向量中管理不同类型的对象（这不是这个最小代码示例的一部分），我需要从基类指针调用虚拟函数到派生类对象：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>

class CBaseA

  public:
    virtual void FuncA() std::cout << "CBaseA::FuncA()" << std::endl; ;
;

class CBaseB

  public:
    virtual void FuncB() std::cout << "CBaseB::FuncB()" << std::endl; ;
;

class CDerived : public CBaseB, public CBaseA
;

int main( int argc, char* argv[] )

  // An object of the derived type:
  CDerived oDerived;

  // A base class pointer to the object, as it could later
  // be stored in a general vector:
  CBaseA* pAHandle = reinterpret_cast<CBaseA*>( &oDerived );

  // Calling method A:
  pAHandle->FuncA();

  return 0; 

问题：但在我的计算机上运行时，调用的是 FuncB() 而不是 FuncA()。如果我“翻转”父类声明，我会得到正确的结果，即

class CDerived : public CBaseA, public CBaseB

但这并不能解决我的问题，因为我无法确定将调用哪个函数。

所以我的问题是： 我做错了什么以及处理此类问题的正确方法是什么？

（顺便说一下，我使用的是 g++ 4.6.2）

【参考方案1】：

CBaseA* pAHandle = reinterpret_cast<CBaseA*>( &oDerived );

不要使用reinterpret_cast 执行到基类的转换。不需要演员表；转换是隐式的：

CBaseA* pAHandle = &oDerived;

要转换为派生类，如果已知对象属于目标类型，则使用static_cast；如果不是，则使用dynamic_cast。

您对reinterpret_cast 的使用会产生未定义的行为，因此您会看到“奇怪”的行为。 reinterpret_cast 的正确用法很少，而且它们都不涉及类层次结构中的转换。

【讨论】：

事实上，没有正确使用 reinterpret_cast 不涉及在对它进行任何操作之前将其转换回旧类型。

@DirkHolsople：还有其他有效的用途。例如，任何对象都可以重新解释为字节数组。

我指的是便携式使用。将对象重新解释为字节数组本质上是特定于平台的。

标准涵盖的有趣转换：5.2.10.4 & 5：将指针转换为整数类型并返回。 5.2.10.11：将T 对象转换为T& 或T&&。 9.2.20：“指向标准布局结构对象的指针，使用 reinterpret_cast 适当转换，指向其初始成员（或者如果该成员是位字段，则指向它所在的单元），反之亦然。 " 26.4.4: 对复杂 类型使用 reinterpret_cast。 3.9.2 也暗示了（并给出了理由）James McNellis 的例子。

【参考方案2】：

常见的实现，可以帮助您了解发生了什么。

内存中的CBaseA是这样的

+---------+
| __vptrA |
+---------+

内存中的CBaseB是这样的

+---------+
| __vptrB |
+---------+

CDrived 看起来像这样：

             +---------+
&oDerived->  | __vptrB |
             | __vptrA |
             +---------+

如果您只是将 &oDerived 分配给 CBaseA*，编译器会放置代码来添加偏移量，以便您拥有

             +---------+
&oDerived--->| __vptrB |
pAHandle---->| __vptrA |
             +---------+

在执行过程中，程序在 __vptrA 中找到指向 A 虚函数的指针。如果您将 static_cast 或 dynamic_cast pAHandle 返回到 CDerived（甚至 dynamic_cast pAHandle 到 CBaseA），编译器会将代码减去偏移量，以便结果指向对象的开头（dynamic_cast 会找到关于减去 vtable 以及指向虚函数的指针）。

当你将 &oDerived 重新解释为 CBaseA* 时，编译器不会放置这样的代码来调整指针，你会得到

                       +---------+
pAHandle, &oDerived--->| __vptrB |
                       | __vptrA |
                       +---------+

在执行过程中，程序在 __vptrB 中查找 A 虚函数，却找到了 B 虚函数。

【讨论】：

谢谢，这有助于我更好地理解类指针转换问题。这条信息在互联网上很难找到。