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c++ - 当我将来自 C++ 派生类的指针分配给一个指针时，地址发生了变化

问题描述

我是 C++ 的新手，我正在试验多态性。我有以下代码：

#include <iostream>

class Base1
{
protected:
    int b1;

public:
    int m() { return 1; }
};

class Base2
{
protected:
    int b2;

public:
    int n() { return 2; }
};

class Der : public Base1, public Base2
{
protected:
    int d1;

public:
    int m() { return 11; }
    int n() { return 21; }
};

int main()
{
    Der *ptr = new Der();
    Base1 *b1 = ptr;
    Base2 *b2 = ptr;

    std::cout << "d: " << ptr << ", m: " << ptr->m() << ", n: " << ptr->n() << "\n";
    std::cout << "b1: " << b1 << ", m: " << b1->m() << "\n";
    std::cout << "b2: " << b2 << ", n: " << b2->n() << "\n";

    delete ptr;
    return 0;
}

当我运行这段代码时，有趣的是 b2 被移动了 4 个字节，这里是我的输出：

d: 0x564eab6cbeb0, m: 11, n: 21
b1: 0x564eab6cbeb0, m: 1
b2: 0x564eab6cbeb4, n: 2

为什么这只发生在 b2 上？我想这与事物如何存储在内存中有关，因为如果我删除 b1 b2 中的 int 字段，则不会受到影响。有没有办法轻松查看堆栈和堆？我想看看会发生什么。（我正在使用虚拟工作室代码）

标签： c++polymorphism

解决方案

OP的示例（简化了一点）

struct Base1 {
  int b1;
};

struct Base2 {
  int b2;
};

struct Der: Base1, Base2 { };

可能会导致以下内存布局：

// start of Der
// start of Base1
0000: Base1::b1 // type int
// start of Base2
0004: Base2::b2 // type int

因此，当struct Der被实例化时，其内容的一部分是一个实例，struct Base2但它不是从Der实例的同一地址开始的。

和

Der *ptr = new Der();

初始化

Base2 *b2 = ptr;

不会在ptrto中生成地址的普通副本b2。也有一个隐含的从Der*到所Base2*涉及的转换。编译器知道类Der和Base2. 因此，转换导致无提示添加 in 的偏移Base2量Der。

为了展示这一点，我做了一个小演示。（我不确定它有多令人信服。）：

#include <iostream>

struct Base1 {
  int b1 = 1;
};

struct Base2 {
  int b2 = 2;
};

struct Der: Base1, Base2 { };

int main()
{
  Der *ptr = new Der;
  Base2 *b2;
  std::cout << "ptr:" << ptr << ", ptr1->b2: " << ptr->b2 << '\n';
  b2 = ptr;
  std::cout << "b2: " << b2 << ", b2->b2: " << b2->b2 << '\n';
}

使用 gcc 4.1.2 编译，您可以在实际分配发生的位置找到以下代码：

        mov     %rax, QWORD PTR [%rbp-24] # %rbp-24 <- storage of ptr on stack
        add     %rax, 4
        mov     QWORD PTR [%rbp-32], %rax # %rbp-32 <- storage of b2 on stack

CompilerExplorer 上的现场演示

笔记：

使用大多数现代编译器版本进行编译会发出类似的add命令，但也会发出许多其他东西，这些东西不像旧版本的生成代码那么容易（肉眼）破译。因此，我选择了gcc我能找到的最古老的。

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