“this”的值何时偏移偏移量？

Question

我想知道 assert( this != nullptr ); 在成员函数中是否是一个好主意，有人指出如果 this 的值添加了偏移量，它就行不通了。在这种情况下，它不是 0，而是 40，这使得断言毫无用处。

什么时候会发生这种情况？

Answer 1

多重继承会导致偏移，跳过对象中额外的 v-table 指针。通用名称是“this pointer adjustor thunking”。

但是你帮的太多了。空引用是非常常见的错误，操作系统已经为您内置了一个断言。您的程序将因段错误或访问冲突而停止。您将从调试器获得的诊断结果总是足以告诉您对象指针为空，您会看到一个非常低的地址。不只是 null，它也适用于 MI 案例。

Answer 2

this 调整只能发生在使用多重继承的类中。这是一个说明这一点的程序：

#include <iostream>

using namespace std;

struct A {
  int n;
  void af() { cout << "this=" << this << endl; }
};

struct B {
  int m;
  void bf() { cout << "this=" << this << endl; }
};

struct C : A,B {
};

int main(int argc, char** argv) {

  C* c = NULL;
  c->af();
  c->bf();

  return 0;
}

当我运行这个程序时，我得到这个输出：

this=0
this=0x4

也就是说：您的 assert this != nullptr 不会捕获 c->bf() 的调用，其中 c 是 nullptr，因为 C 对象内的 B 子对象的 this 移动了四个字节（由于A 子对象）。

让我们尝试说明C对象的布局：

0:  | n |
4:  | m |

左侧的数字是从对象开始的偏移量。因此，在偏移量0 处，我们有A 子对象（及其数据成员n）。在偏移量4 我们有B 子对象（及其数据成员m）。

整个对象的this，以及A子对象的this都指向偏移量0。但是，当我们要引用B子对象时（当调用由B 定义的方法）需要调整this 值，使其指向B 子对象的开头。因此 +4。

Answer 3

请注意这是 UB。

多重继承可以引入偏移量，具体取决于实现：

#include <iostream>

struct wup
{
    int i;
    void foo()
    {
        std::cout << (void*)this << std::endl;
    }
};

struct dup
{
    int j;
    void bar()
    {
        std::cout << (void*)this << std::endl;
    }
};

struct s : wup, dup
{
    void foobar()
    {
        foo();
        bar();
    }
};

int main()
{
    s* p = nullptr;
    p->foobar();
}

在某些版本的 clang++ 上的输出：

0
0x4

Live example.

---

还请注意，正如我在 OP 的 cmets 中指出的那样，此 assert 可能不适用于虚函数调用，因为 vtable 未初始化（如果编译器执行动态调度，即不如果知道*p的动态类型，则进行优化。

Answer 4

这是可能发生的情况：

struct A {
    void f()
    {
       // this assert will probably not fail
       assert(this!=nullptr);
    }
};

struct B {
    A a1;
    A a2;
};

static void g(B *bp)
{
    bp->a2.f(); // undefined behavior at this point, but many compilers will
                // treat bp as a pointer to address zero and add sizeof(A) to
                // the address and pass it as the this pointer to A::f().

}

int main(int,char**)
{
    g(nullptr); // oops passed null!
}

这对于 C++ 通常是未定义的行为，但对于某些编译器，它可能具有 this 指针的一致行为在 A::f() 内部具有一些小的非零地址。

Answer 5

编译器通常通过将基础对象顺序存储在内存中来实现多重继承。如果你有，例如：

struct bar {
  int x;
  int something();
};

struct baz {
  int y;
  int some_other_thing();
};

struct foo : public bar, public baz {};

编译器会将foo和bar分配到同一个地址，baz会偏移sizeof(bar)。因此，在某些实现下，nullptr -> some_other_thing() 可能会导致非空 this。

This example at Coliru 演示（假设您从未定义行为中获得的结果与我所做的相同）情况，并显示assert(this != nullptr) 未能检测到该情况。 （感谢@DyP，我基本上是从他那里窃取了示例代码）。

Answer 6

我认为放置断言是一个不错的主意，例如至少它可以捕捉到下面的例子

class Test{
public:
void DoSomething() {
  std::cout << "Hello";
}
};

int main(int argc , char argv[]) {
Test* nullptr = 0;
 nullptr->DoSomething();
}

上面的例子将运行没有错误，如果没有断言，如果更复杂变得难以调试。

我试图指出 null 这个指针可能会被忽视，并且在复杂的情况下变得难以调试，我遇到了这种情况。