切入我错C++的地方

Slicing in C++ where I am wrong?

本文关键字：C++      更新时间：2023-10-16

我在C++中读到了切片问题，并尝试了一些例子(我来自Java背景(。不幸的是，我不理解一些行为。目前，我被困在这个例子中(来自Efficent C++第三版的替代示例(。谁能帮我理解它？

我的家长简单类：

class Parent
{
public:
    Parent(int type) { _type = type; }
    virtual std::string getName() { return "Parent"; }
    int getType() { return _type; }
private:
    int _type;
};

我的简单儿童课：

class Child : public Parent
{
public:
    Child(void) : Parent(2) {};
    virtual std::string getName() { return "Child"; }
    std::string extraString() { return "Child extra string"; }
};

主要：

void printNames(Parent p)
{
    std::cout << "Name: " << p.getName() << std::endl;
    if (p.getType() == 2)
    {
        Child & c = static_cast<Child&>(p);
        std::cout << "Extra: " << c.extraString() << std::endl;
        std::cout << "Name after cast: " << c.getName() << std::endl;
    }
}
int main()
{
    Parent p(1);
    Child c;
    printNames(p);
    printNames(c);
}

在我得到的执行之后：

姓名：家长

姓名：家长

额外

：子项额外字符串

演员后姓名：父级

我理解前两行，因为它是"切片"的原因。但我不明白为什么我可以通过静态强制转换将孩子转换为父母。书中写道，切片后，所有专业信息都会被切掉。所以我想，我不能将 p 转换为 c，因为我没有信息(在函数 printNames 的开头，在没有附加信息的情况下创建了一个新的 Parent 对象(。

此外，如果演员阵容

成功，为什么我会得到"演员后的名字：父母"而不是"演员后的名字：孩子"？

你的结果是一次非凡的厄运。这是我得到的结果：

Name: Parent
Name: Parent
Extra: Child extra string
bash: line 8:  6391 Segmentation fault      (core dumped) ./a.out

下面是代码中发生的情况：

当您将c传递给printNames 时，会发生转换。特别是，由于传递是按值传递的，因此调用 Parent 的复制构造函数，该构造函数是隐式声明的，其代码如下所示：

Parent(Parent const& other) : _type{other._type} {}

换句话说，您复制了 c 的 _type 变量，而不是其他任何内容。您现在有了一个类型为 Parent 的新对象(其静态和动态类型都Parent (，并且c实际上根本没有传递到printNames中。

在函数内部，然后强制将p转换为Child&。这个强制转换不能成功，因为p根本不是一个Child，或者可以转换为一个，但是C++并没有给你任何诊断(这实际上是一种耻辱，因为编译器可以微不足道地证明强制转换是错误的(。

现在

我们处于不确定行为的土地上，现在一切都被允许发生。实际上，由于Child::extraString从不访问this(隐式或显式(，因此对该函数的调用会成功。调用是在非法对象上完成的，但由于该对象从未被触摸过，因此可以工作(但仍然是非法的！

下一个调用，Child::getName ，是一个虚拟调用，因此它需要显式访问this(在大多数实现中，它访问虚拟方法表指针(。再说一次，因为代码无论如何都是UB，所以任何事情都可能发生。您很"幸运"，代码刚刚抓住了父类的虚拟方法表指针。使用我的编译器，该访问显然失败了。

那段代码太可怕了。 发生了什么事情：

  • printNames(c)切片c，从嵌入在调用方c对象中的Parent对象复制构造本地p，然后设置p指向Parent虚拟调度表的指针。

  • 因为 Parent 的数据成员是从 c 复制的，所以p的类型为 2，并且输入了if分支

  • Child & c = static_cast<Child&>(p);有效地告诉编译器"相信我(我是一名程序员(，我知道p实际上是一个我想引用的Child对象"，但这是一个公然的谎言，因为p实际上是从Child c复制的Parent对象

    • 作为程序员，如果您不确定它是否有效，则有责任不要求编译器执行此操作

  • 编译器静态(在编译时(找到c.extraString()，因为它知道c是Child(或进一步派生的类型，但c.extraString不是virtual，因此可以静态解析;在Parent对象上执行此操作是未定义的行为，但可能是因为extraString不会尝试访问只有Child对象才会具有的任何数据， 它表面上为您运行"正常">

  • c.getName()是virtual的，所以编译器使用对象的虚拟调度表 - 因为对象实际上是一个Parent它动态解析(在运行时(到Parent::getName函数并产生关联的输出

    • 虚拟调度的实现是定义的实现，您的未定义行为可能不会在所有C++实现中以这种方式运行，甚至在所有优化级别，使用所有编译器选项等。
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