C++ 对象类的第一个成员

Question

我知道以下是不好的，但我的印象是类的第一个成员是类的起始地址。错了吗？

   class A{
      public:
       int a;
       int b;
   };
  
   class B{
     public :
       int x;
   };

   int main()
   {
        B *pb=new B();
        A *pa=(A*)pb;
        pa->a++;
   }

我的印象是pb->x 会增加 1。它总是 true 还是 undefined ？为什么当我们有用户定义的构造函数或虚函数时它会改变？

Answer 1

只有当你的类是standard_layout 类型时才成立。您可以使用类型特征is_standard_layout

进行测试

 std::cout << std::is_standard_layout<A>::value << '\n';
 std::cout << std::is_standard_layout<B>::value << '\n';

对于其他类，您在内存中存储了额外的信息，这些信息是特定于编译器的，而不是标准化的。您可以查看This question，其中讨论并展示了一些内存布局。

对于您的第二个示例/问题，该标准具有以下引用（5.2.10/7，N3337 草案）：

对象指针可以显式转换为不同类型的对象指针。当“指向 T1 的指针”类型的纯右值 v 转换为“指向 cv T2 的指针”类型时， 结果是 static_cast(static_cast(v)) 如果 T1 和 T2 都是标准布局类型 (3.9) 并且 T2 的对齐要求不比 T1 更严格， 或者如果任何一种类型都是无效的。将“指向 T1 的指针”类型的纯右值转换为“指向 T2 的指针”类型（其中 T1 和 T2 是对象类型，而 T2 的对齐要求是 不比 T1 更严格）并返回其原始类型会产生原始指针值。未指定任何其他此类指针转换的结果。

如果我正确阅读并解释了这一点，那么您的示例未指定，因为 A 的对齐要求大于 B 的对齐要求。但是，其他方式应该没问题，例如：

int main()
{
    A *pa=new A();
    B *pb=reinterpret_cast<B*>(pa);
    pb->x++;
    std::cout << pa->a;
}

Answer 2

您通过将指针强制转换为另一个类违反了严格的别名。如果您的类是标准布局，则只能将其转换为第一个成员的类型。

Answer 3

是的，你绝对错了，你永远不能认为这样的事情是理所当然的，那些是 C++ 不保证的编译器特定的合同。

我相信您将类与 C++ 数组混淆了：例如，指向 char 数组的第一个成员的指针与指向该数组的指针相同。