C ++通过指针访问私有函数[重复]答案

【问题标题】：C++ Access Private Function Via Pointers [duplicate]C ++通过指针访问私有函数[重复]
【发布时间】：2015-04-26 17:47:04
【问题描述】：

假设我有以下内容：

class A {
private:
    int a;
    virtual int f() {return a;}
public:
    A(int t) {a = t;}
};

现在，如果我获得了指向 A 对象的指针，我该如何访问 int A::f()？我知道怎么弄！

void main () {
    A* x = new A(5);
    cout << ((int*)x)[2]; // returns 5;
}

但现在确定如何运行 A::f()。

更新：我知道这不是一个好的设计，并且应该隐藏私人。问题只是要知道类在编译器中是如何放入内存中的。

【问题讨论】：

您要解决什么问题？ hacky 解决方案将由实现定义 - 找到 vtable 指针，然后找到正确的表条目。

标签： c++ class pointers vtable

【解决方案1】：

我知道如何获取a！
A* x = new A(5);
cout << ((int*)x)[2]; // returns 5;

这真是一个黑客！几乎与它一样不可移植，此代码会导致未定义的行为，而这种行为恰好会产生您期望的结果。这并不意味着它会在另一个系统上产生相同的结果，甚至当编译器选择不同的实现类时，甚至在同一个系统上也会产生相同的结果。

没有办法访问私有函数，除非有人给你一个指向引用它的成员函数的指针，或者将你的函数声明为friend：

class A;
typedef  int (A::*FPTR)();
class A {
private:
    int a;
    virtual int f() {return a;}
public:
    A(int t) {a = t;}
    FPTR get_private() { return &A::f; }
};
int main() {
    A a(123);
    FPTR fp = a.get_private();
    int res = (a.*fp)();
    cout << res << endl;
    return 0;
}

Demo.

【讨论】：

【解决方案2】：

再次哼哼。类的私有部分是私有的。这意味着，只能由该类的方法访问，而不能由其他方法访问。

如果你想打破这个，你肯定可以，但是你也打破了他想要呈现的接口的实现者想法......

【讨论】：

也许你应该考虑一下，例如，单元测试，有时访问私有部分是至关重要的，但我认为你总是按照书本行事
对于单元测试，其公认的做法是有一个好朋友，例如Fixture-class 或其他取决于您使用的框架。

【解决方案3】：

数据技巧

您的技巧是基于对对象内存布局的假设。幸运的是，对于您的特定示例，使用您的编译器，它似乎可以工作。

如果我用 MSVC2013 编译这段代码，它根本不起作用！！如果我在构造函数中添加一些提示，我最终会发现当我使用 short 数组而不是 int 时它可以工作：

A(int t) { a = t; cout << "A: " << (void*)this << " a: " << (void*)&a << " rel:" << (char*)&a - (char*)this << endl; }

结论：一般来说，你不能依赖这个（在更复杂的例子中，你的编译器甚至不能）。标准给出了很limited ensurance about relative memory addresses of members：

第 9.2/15 节：（非联合）类的非静态数据成员分配相同的访问控制，以便后面的成员拥有更高的权限类对象中的地址。非静态数据的分配顺序未指定具有不同访问控制的成员。执行对齐要求可能会导致两个相邻的成员不立即分配； (...)

此外，您的技巧可能会创建pointer aliasing。因此，编译器会假设您的指针和对象的成员可能无效，从而导致生成的优化失败。

函数技巧

对于你的函数的地址，情况更糟。这同样没有在标准中定义，并且是特定于实现的。

虚函数的常用实现是基于类特定的vtables。每个多态对象在类的某个地方都有一个指向其 vtable 的指针（通常在对象的前几个字节中。

函数指针在vtable中的相对位置取决于该类的所有虚函数和所有继承的类。对于您的示例，使用 MSVC2013 我可以设法调用该函数：

typedef int (A::*fptr)();
fptr pf = (*(fptr**)x)[0];  // first unction in vtable
(x->*pf)();  // call it.

但这当然是完全不标准的，而且非常危险！

请记住，对于非虚函数，您根本无法从对象中获取地址。

【讨论】：