C++:获取包含成员子对象的完整对象的地址

C++: Get adress of complete object containing member subobject

本文关键字：对象 地址 获取 包含 成员 C++      更新时间：2023-10-16

我有两个类，大致定义如下：

class Inner {
public:
bool is_first;
};
class Outer {
public:
char some_other_member;
Inner first;
Inner second;
}

我知道Inner只存在于Outers内部，并且当且仅当相应的对象是first成员而不是second时，相应的布尔标志将设置为true。

我正在寻找一种符合标准的方式来派生指向包含某些Inner对象的Outer对象的指针。当然，我可以在每个Inner对象中存储一个指针，但由于Inner类非常小，而且我有很多指针，这似乎是浪费内存(因此是宝贵的缓存(。

显然，编译器应该知道first、second和包含Outer对象之间的内存偏移量。问题是：是否有一种符合标准的方法告诉编译器"获取偏移量，从指向Inner的指针中减去它并使其成为Outer指针"？

我知道我可以使用强制转换来voidOuter是否将Inners作为基本子对象(例如这个( - 我非常觉得成员子对象应该可以做类似的事情？

您应该注意，从指向成员的指针获取指向父对象的指针的问题通常是无法解决的。

offsetof和强制转换仅适用于标准布局类型。在其他情况下，它是未定义的行为。

例如，对于多个虚拟继承，它失败。在这种情况下，成员访问是通过比添加编译时偏移量更复杂的方式实现的。也许这实际上并不那么相关，因为它很少使用，但您明确要求符合标准。

没有一个解决方案是严格正确的，你违反了一些指针算术规则。但是，有一个实现定义的解决方案，它几乎总是按照您的期望执行

auto get_outer(Inner& i)
{
return (Inner*)(((uintptr_t)&i) - offsetof(Outer, first));
}

捕获是指针和整数类型转换是实现定义的。

这就是offsetof的用途。

像这样：

Outer *Inner::getOuter() {
size_t offset = flag ? offsetof(Outer, first) : offsetof(Outer, second);
return reinterpret_cast<Outer *>(
reinterpret_cast<char *>(this) - offset);
}

请注意，您reinterpret_casting，因此您完全有责任知道自己在做什么。如果标志不同步，您将获得未定义的行为。

请注意，指针算术只允许在数组中使用，但 §6.9/4 ([basic.types]( 明确表示每个对象都存储在这样的unsigned char数组中：

类型为T的对象的对象表示是类型T的对象占用的 N 个unsigned char对象的序列，其中N等于sizeof(T)个。

在此数组中，定义了指针算术。但你需要确保你确实在分配范围内。

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