-Wreinterpret-base-class 在 Clang / C++ 中是啥意思？

Posted 2023-02-21

【中文标题】-Wreinterpret-base-class 在 Clang / C++ 中是啥意思？

【英文标题】：What does -Wreinterpret-base-class mean in Clang / C++?-Wreinterpret-base-class 在 Clang / C++ 中是什么意思？

【发布时间】：2015-12-22 13:08:37

【问题描述】：

我有这个类层次结构：

class Base 
  // no virtual stuff


class Property : Base 
  // no virtual stuff


typedef const Property* PropertyID;

template<typename T>
class TypedProperty : public Property 

  // One virtual method
  virtual bool ValidateValue(T& value) const   return true; 

  inline const T& GetDefaultValue() const  return m_default_value; 

然后它是这样使用的：

template<typename T>
const T& DoSomething(PropertyID property) 
  return reinterpret_cast<const TypedProperty<T>*>(property)->GetDefaultValue();

Clang 吐出这个警告：

警告：'reinterpret_cast' 到类 'const TypedProperty *' 从其基类以非零偏移量'PropertyID'（又名'const Property *'）的行为不同于'static_cast' [-Wreinterpret-base-class]

Xcode 中的“Fix-it”表示：

在向下转换时使用“static_cast”正确调整指针。

这是什么意思，尤其是“从非零偏移的基数”部分？

使用reinterpret_cast 与static_cast 实际会出现什么问题：它只是（正确地AFAIK）转换指针？我知道传递的对象是const TypedProperty<T>*。

【问题讨论】：

实际上可能很少涉及指针运算（想想 vtable、多重继承……）

@Jarod42：理论上，但不是在这种情况下；也许编译器警告过于悲观？

@JohnZwinck：为什么不使用安全的方式？并且 OP 没有显示所有代码（因为他试图调用未声明的 GetDefaultValue()）

@Jarod42：当然，这里首选 static_cast。我并不是要暗示我认为代码是最优的。

@Pol: small Demo 显示差异。

【参考方案1】：

struct A int x; ;
struct B:A;
struct C:A,B;

这里我们有 3 种类型。 C 的一个实例中包含两个A 的实例。

这两个实例的地址不同。

重新解释转换将简单地获取地址的指针值，并将其视为指向C 的指针。而C 的实例只有一个地址，而不是两个，所以As 的两个子对象都不能有那个值。

向上也将无法工作 (reinterpret_cast<B*>(pointer_to_c))，但在向上时使用显式强制转换比在向下时使用 reinterpret_cast 更愚蠢。

一般来说，reinterpret_cast 仅当您在另一侧执行相反的 reinterpret_cast 时，或者您将它用于 char* 以获取原始字节时，才在指针上是一个好主意。

【讨论】：

更重要的是，我认为 reinterpret_cast(c) 几乎肯定不会指向 B，而是指向第一个 A。

【参考方案2】：

问题中的信息似乎否认了多重继承的答案。所以vtable的答案更有可能。

如果TypedProperty 至少有一个虚函数，而Property 没有虚函数，你就会得到所描述的问题。

TypedProperty 对象中的第一件事是 vtable 指针，第二件事是 Property 基类。如果您将static_cast 从Property* 变为TypedProperty*，编译器将通过减去vtable 指针的大小来进行调整。如果你reinterpret_cast 没有调整，那么生成的指针会不正确。

错误消息中的“非零偏移”告诉您指针存在一些差异。唯一的问题是它是否是诸如多重继承之类的东西（问题似乎表明并非如此）或其他东西。

现在更新了原始问题以显示原因是TypedProperty 中至少有一个虚函数而Property 及其基类中没有虚函数。请理解，reinterpret_cast 未能完成static_cast 的工作是一个特定于实现的细节，恰好在几乎所有实现中都匹配。 但是标准答案是这样的reinterpret_cast总是错的！。您永远不能reinterpret_cast 将有效的基类指针转换为有效的派生类指针。

如果TypedProperty 中没有虚函数，或者基类中至少有一个虚函数，reinterpret_cast 可以代替static_cast，但仍然是错误的。这是意外发生的未定义行为的示例。永远不要依赖它。

【讨论】：

TypedProperty 中确实有一个虚拟方法，我在我的问题中忘记提及了。现在更新了。

【参考方案3】：

除了 Yakks 的例子，它涉及到一个菱形，你可以通过简单的多重继承来获得它：

struct A  int x; ;

struct B  int y; ;

struct C : A, B ;

在这种情况下，C 中的 A 和 B 对象不能具有相同的地址。其中一个将，一个将被抵消。基本上，一般来说，重新解释从孩子到基地的演员表是不安全的，你应该静态演员表。