为什么static_cast为同一个对象提供不同的内存位置？

Question

我的代码

class Parent { int a; };
class Child { int b; };
struct GrandChild : public Parent, public Child { int a, b, c; };

int main() {
    GrandChild GC;
    std::cout << "GrandChild's address is at : " <<&GC<<endl;
    std::cout << "Child's address is at : " <<static_cast<Child*>(&GC)<<endl;
    std::cout << "Parent's address is at : " <<static_cast<Parent*>(&GC)<<endl;

}

输出：

GrandChild's address is at : 0077F6F8
Child's address is at : 0077F6FC
Parent's address is at : 0077F6F8

为什么在static_cast之后内存位置有如上所述的不一致？

Answer 1

GrandChild来自Parent和Child。因此，内存中的GrandChild对象由Parent对象和其内存中的Child对象组成。

&GC本身返回整个GrandChild对象的内存地址

static_cast<Parent*>(&GC)返回Parent对象内的GrandChild部分的起始地址。

static_cast<Child*>(&GC)返回Child对象内的GrandChild部分的起始地址。

在你的情况下，Grandchild首先来自Parent，所以Parent部分在GrandChild的记忆块的开头对齐。然后Child部分跟随Parent部分。以下是一个说明：

Answer 2

&GC是GrandChild对象GC的地址。 static_cast<Child*>(&GC)是Child GC子对象的地址。而static_cast<Parent*>(&GC)是Parent GC子对象的地址。

在你的特定实现中，似乎GrandChild对象以Parent子对象开始，然后是Child子对象，因此Parent子对象的地址与完整的GrandChild对象的地址相同，但Child子对象的第一个字节不是第一个字节完整的GrandChild对象，所以它的地址更高。但是，您不能依赖这种可移植的行为;不同的实现可以以不同的顺序分配基类和成员子对象，甚至不需要在不同的类之间保持一致。

Answer 3

在您的示例中，即使它是实现定义也是可预测的（但是允许实现者为简单情况选择直接解决方案:-)）

这是您的对象的内存表示（从地址推断，而不是从标准推断！）：

Parent::a (int = 4 bytes)
Child::b (int = 4 bytes)
GrandChild::a
GrandChild::b
GrandChild::c

这是因为你的声明：GrandChild首先从Parent继承Child。有了这种表示，Parent的地址与GrandChild的地址相同，而Child'地址要大4。

另请注意，GrandChild::a不是Parent::a ...

Answer 4

它似乎取决于GrandChild从Parent和Child继承的顺序。

按照以下顺序，我得到了

struct GrandChild : public Parent, public Child { int a, b, c; };

输出1：GrandChilds的地址与Parent的地址相同

GrandChild's address is at : 0x22fecc
Child's address is at : 0x22fed0
Parent's address is at : 0x22fecc

关于改变GrandChild从Child和Parent继承的顺序

struct GrandChild :  public Child , public Parent { int a, b, c; };

输出2：GrandChilds的地址与Child的地址相同

GrandChild's address is at : 0x22fecc
Child's address is at : 0x22fecc
Parent's address is at : 0x22fed0

Answer 5

这里的其他答案完美地完成了这项工作，但无论如何让我烦心。

首先，父母不是父母，孩子不是父母的孩子;因为它没有从Parent继承。父母和孩子都是GrandParent的继承，这不是一个伟大的父母！

其次回答你的问题，你观察到的效果并不是真正的不一致，而是C ++如何实现多态性。 （我不认为其他答案是明确的）。

PolyMorphism（poly = many，morphism = morphing into）是一种面向对象的编程概念，它允许一个对象在运行时能够变形为许多不同的对象。这允许对象表现不同。例如，它可以是现在的狗，接下来的猫和后来的鬼。

在大多数面向对象语言（C ++，Java等）中如何实现多态性是通过指针算法（递增）和继承来实现的。如果std :: string可以变形为std :: vector会很酷，但因为它们不共享继承，所以它在语法上是不可能的。

但是在您的Parent类的情况下，它可以变换为GrandParent或任何其他派生类。同样，GrandParent可以变身为父母或儿童。

多态的另一个名称是多态转换!!!

根据您的问题，了解多态性是一种C ++转换非常重要。 C ++转换旨在准确无损。例如，您可以将int转换为char并返回。数据的完整性得到维护！同样，如果我从GrandParent转换为Child（这是static_cast的作用）;最好将对象的指针设置为Child的地址。如果我们转换为child并继续从GrandParent读取，那么我们将阅读WRONG DATA。在您首先从Parent继承的情况下，我们最终将读取存储在Parent中的a和b值。

更糟糕，更明显的是，这种转换是错误的。如果我们转换为Child，并且child有一个名为getString的特殊函数，例如，如果我们从GrandChild的起始地址调用此函数，那么BOOM！我们肯定会遇到运行时崩溃！

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