指向C++中成员的指针如何在内部工作?

How do pointers to members in C++ work internally?

本文关键字：在内部 工作 指针 C++ 成员 指向      更新时间：2023-10-16

我想知道指向成员的指针如何在C++中工作。

我看了一些地方，发现它们存储了某种偏移量。并利用成员在内存中出现的顺序与在类/结构定义中声明它们的顺序相同。但。。。

#include <iostream>
#include<typeinfo>
using namespace std;
struct S
{
S(int n): mi(n) {}
int mi;
int k;
int f()  {return mi+k;}
};
int main()
{
S s(7);
int S::*pmi = &S::mi;
int S::*lop = &S::k;
int (S::*sf)() = &S::f;
cout<<&S::mi<<endl<<&S::k<<endl<<&S::f<<endl<<pmi<<endl<<lop<<endl<<sf<<endl;
cout<<typeid(lop).name()<<endl;
}

我希望看到某种偏移量。但是，第一行中带有 cout<<的所有值都给出 1 作为输出。

我不明白，如果所有人都给出 1，那么有关偏移量的信息存储在哪里？

如果您能解释一下真正发生的事情，那将非常有帮助。

Iostreams 插入运算符没有指向成员的指针重载。

然而，bool存在重载，指向成员的指针可隐式转换为bool- 指向成员的空指针将转换为 false，否则为 true。bool如果为真，则流式传输为 1，如果为假，则流式传输为 0。因此，您观察到的输出是，指向成员的所有指针都不是空的。

我尝试按++递增..但这也不起作用..

递增不起作用，因为指向成员的指针不支持指针算法。

那么，有没有办法实际看到偏移值？

任何东西都可以作为字节数组来观察，所以你可以用一个小的辅助函数来惊叹于成员指针的内容：

template<class T>
void print_raw(const T& obj) {
const unsigned char* cptr = reinterpret_cast<const unsigned char*>(&obj);
const unsigned char* end = cptr + sizeof(T);
while(cptr < end) {
printf("%02hhx ", *cptr++); // is there simple way with iostreams?
}
std::cout << 'n';
}
std::cout << "pmi: ";
print_raw(pmi);
std::cout << "lop: ";
print_raw(lop);
std::cout << "sf:  ";
print_raw(sf);

我的系统上的示例输出：

pmi: 00 00 00 00 00 00 00 00 
lop: 04 00 00 00 00 00 00 00 
sf:  f0 08 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

这可能会让您深入了解编译器如何实现它们。请注意，如果实现包含任何填充字节/位，则这些字节/位可能具有任何值，因此任何非零值可能毫无意义。

成员对象指针输出似乎很明显。它看起来像一个字节序 64 位偏移到对象中。mi的偏移量为 0，k的偏移量为 4 字节。

iostreams 不能直接打印指向成员的指针。

但是，任何指针都可以转换为布尔值。

它恰好是使std::cout::operator<<工作的唯一可能的转换，因此它不是模棱两可的。

您的代码等效于以下内容：

cout 
<< static_cast<bool>(&S::mi) << endl
<< static_cast<bool>(&S::k) << endl
<< static_cast<bool>(&S::f) << endl
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