サブクラスのキャストとポインタのアドレスの変更

Question

私はかなり長い間C++で複数の継承を使用してきましたが、今日では、サブクラスの1つとして参照するときにポインタアドレスが異なる可能性があることを暗示しています。例えば

Iしている場合、：コンストラクタ上に印刷されたとき

class ClassA{ 
    public: 
     int x; 
     int y; 
     ClassA(){ 
      cout << "ClassA : " << (unsigned int)this << endl; 
     } 
    }; 

    class ClassC{ 
    public: 
     int cc; 
     int xx; 
     ClassC(){ 
      cout << "ClassC : " << (unsigned int)this << endl; 
     } 
    }; 

    class ClassB : public ClassC, public ClassA{ 
    public: 
     int z; 
     int v; 
     ClassB(){ 
      cout << "ClassB : " << (unsigned int)this << endl; 
     } 
    }; 


    int main(){ 

    ClassB * b = new ClassB(); 

    } 

クラスA及びクラスCは異なるアドレスを有しています。

しかし、私はお互いに戻ってそれらをキャストしようとすると、それだけで自動的に動作します：

ClassA * the_a = (ClassA*)b; 
cout << "The A, casted : " << (unsigned int)the_a << endl; 

ClassB * the_b = (ClassB*)the_a; 
cout << "The B, casted back : " << (unsigned int)the_b << endl; 

が、私はこの種の情報は、コードからコンパイラによって導くことができると仮定し、それは安全ですこれはすべてのコンパイラで動作するとしますか？

追加の質問：サブクラスの場所の順序を強制できますか？たとえば、classAがサブクラス化されているClassCと最初に（基本的に同じポインタの場所を共有する）必要がある場合は、最初にサブクラスの宣言に入れる必要がありますか？ 更新さて、注文を強制することはできないようです。スーパークラスのレベルで、構造の "ルート"アドレス、サブクラスに割り当てられたアドレスの開始を見つけることはまだ可能ですか？たとえば、ClassBのアドレスをClassAから取得します。

Answer 1

これは完全継承の標準的な使用方法であり、互換性のあるコンパイラでも動作します。しかし、最初のケースでは明示的なキャストは不要であり、 'Cスタイルのキャスト'は2番目のケースでstatic_castに置き換えることができます。

サブクラスの場所の順序を強制することは可能ですか？

いいえ：レイアウトは実装定義であり、コードはこの注文に依存してはなりません。

Answer 2

はい、これは安全であると思われます。 C++のポインタ型キャストは、ポインタを基底から派生またはその逆の変換のために正しく調整することが保証されています。

つまり、システムをあまりにも遠くに押し込まないように注意する必要があります。ボイド*を通してまとめ、及びそのポインタはBのオブジェクトの内部にある場所に関する情報があり得るためにCからのキャストので、これは壊れ

ClassB* b = new ClassB; 
ClassC* c = (ClassC*)(void*)b; 

：たとえば、コンパイラは、この変換の権利を取得することはありません失われた

ストレートキャストが機能しない別のケースは、仮想継承です。派生クラスから仮想ベースへ、またはその逆にキャストしたい場合は、dynamic_cast演算子を使用してキャストが成功するようにする必要があると思います。

Answer 3

実際、仮想ベースの単純な実装では、派生オブジェクトの既知の場所に仮想ベースのサブオブジェクトへのポインタを配置します。

少し高価な仮想ベースが複数ある場合は、より良い表現（私が考えるマイクロソフトの特許）は、自己相対オフセットを使用しています。これらは各サブオブジェクトに対して不変である（つまり、オブジェクトのアドレスに依存しない）ため、静的メモリに一度格納することができ、必要なのはそれぞれのサブオブジェクトのポインタだけです。

このようなデータ構造がないと、クロスキャストが機能しません。 Bサブオブジェクトが表示されていなくても、仮想ベースAから仮想ベースA内の仮想ベースBにクロスキャストすることができます（正しくリコールすると、2つのベースには共有仮想ベースXがあります）。それはあなたがそれについて考えるとき、かなり毛深いナビゲーションです：ナビゲーションは、最も派生したクラス（AとBの両方を見ることができる）の形状記述子を介して行きます。

このように表現された構造は、「標準の法律で」構造と破壊の間に動的に変更する必要があるため、複雑なオブジェクトの構築や破壊が遅いのはなぜですか。しかし、いったん作成されると、メソッドコール、クロスコールさえも非常に高速です。