C  多重繼承與void*指標轉換問題

C 支援多重繼承,然而多重繼承可能會導致一些奇怪的問題,我前段時間遇到一個指標轉換問題,非常典型。

先看一個簡單的測試程式碼:

#include <iostream>
using namespace std;
class IA 
{
public:
virtual ~IA(){}
virtual void a() = 0;
};
class IB
{
public:
virtual ~IB(){}
virtual void b() = 0;
};
class CMulti : public IA, public IB
{
public:
CMulti(){}
~CMulti(){}
void a(){ cout << "C::a()" << endl; }
void b(){ cout << "C::b()" << endl; }
};
void testCastA(void *p)
{
cout << "cast from void*(" << p << ")to IA*:  ";
IA *a = (IA *)p;
a->a();
}
void testCastB(void *p)
{
cout << "cast from void*(" << p << ")to IB*:  ";
IB *b = (IB *)p;
b->b();
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
CMulti * c = new CMulti;
cout << "cast to void*, then to IA or IB:" << endl;
testCastA((void*)c);
testCastB((void*)c);
cout << endl;
cout << "static_cast to void*, then to IA or IB:" << endl;
testCastA((void*)static_cast<IA*>(c));
testCastB((void*)static_cast<IB*>(c));
cout << endl;
cout << "dynamic_cast to void*, then to IA or IB:" << endl;
testCastA((void*)dynamic_cast<IA*>(c));
testCastB((void*)dynamic_cast<IB*>(c));
return 0;
}

我測試了:

  • 強制轉換為void*
  • 先static_cast再強制轉換為void*
  • 先dynamic_cast再強制轉換為void*

(32位程式)執行的結果如下圖所示:

差異很明顯了,結論也很明瞭:多重繼承時,子類指標轉換為非第一繼承的父類指標時,會發生地址偏移(注意圖上標紅的部分)。這是因為每一個父類都會佔用 4 個位元組維護自己的虛擬函式表。所以,當 CMulti* 轉換為 IB* 時,指標加 4 ,因為 IA 是 CMulti 的第一父類, IB 是第二父類,依次類推……

如果我們在某些地方不得不使用 void* 來進行程式碼適配時,遇到多重繼承就要注意這一點,否則很可能你呼叫的是 b() 方法,實際執行的是 a() ,達不到預期效果。