面试---内存偏移

下面程序中pb->func();的输出结果？

#include <iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;
class M
{
public:
M() {a = 1; b = 2;};
~M() {};
void func()
{
cout<<a<<" "<<b<<endl;
}
//private:
int a;
int b;
};

class N
{
public:
N() {c = 3;};
~N() {};
void func()
{
cout<<c<<endl;
}
//private:
int c;
};

int main()
{
M m;
N *pb = (N*) (&m); //!!!!!!!!!!!!
pb->func();
cout<<"################"<<endl;
cout<<&m<<endl;
cout<<(&m.a)<<endl;
cout<<pb<<endl;
cout<<"################"<<endl;
printf("%p\n", &M::a);//%p 格式转为指针，输出地址
printf("%p\n", &M::b);
printf("%p\n", &N::c);
cout<<"################"<<endl;

return 0;
}

结果：

1
################
0x28ff04
0x28ff04
0x28ff04
################
00000000
00000004
00000000
################

Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.173 s
Press any key to continue.

暂且不讨论该程序设计有多么糟糕，但程序主要考察关于类对象成员调用的机制，关于这方面，在《深入理解C++对象模型》中有详解。

这里主要涉及到两方面：一是对象调用成员函数时会将调用对象与函数绑定；二是对象访问成员是根据该成员距离对象的偏移量来访问的！！！！，而不是根据成员名来访问，所谓偏移量，就是告诉你一个特定的成员位置距离对象的起点有多少个字节。

上面程序，内存中实例化了一个M类对象，然后将该地址强制转换成一个N类地址，即将该对象的地址内容强制看成一个N类对象。pb为N类的指针，理所当然调用的是N类中的fun()函数（可以跟多态的情形相比较），当调用fun()函数时，调用对象与该函数进行绑定，即fun()函数中隐含的形参this指针初始化为调用对象（M类对象）的地址，假设为0xff80。然后fun()函数打印值c。这里要注意，对象在访问类成员时，编译器并没有存储该对象各个成员的实际地址，而是存储了其相对于当前对象首地址的偏移量，由于N类只有一个成员c，在编译阶段，编译器就记录了c对于N类对象的偏移量为0，故访问c时，便是访问当前对象地址this+偏移量0，注意，this在这里绑定的是M类对象的首地址，在M类中，偏移量为0的成员是a，故打印出a的值。

关于类成员偏移量的输出，可以用程序验证。

例如如下程序：将地址0强制转换为A类对象的地址，那么打印类成员m_a和m_b的地址便是他们的偏移量，如下分别输出0，0x4。

cout<<&((M*)0)->a<<endl;
cout<<&((M*)0)->b<<endl;

关于成员指针!!!!

成员指针只是记录一个成员的偏移量，而非地址，因为类中没有地址，选择一个类的成员只是意味着在类中偏移，只有把这个偏移和具体对象的首地址结合，才能得到实际地址。

成员指针并不指向一个具体的内存位置，它指向的是一个类的特定成员，而不是指向一个特定对象的特定成员，最直接的理解是将其理解为一个偏移量。这个偏移量适用于某一类A的任何对象，换言之，如果一个A类对象的成员a距离起点的偏移量是4，那么任何其他A类对象中，a的偏移都是4字节。

啰嗦一大堆，总结一下就是两句话：

类对象访问其成员时，是根据该成员在类中的偏移量来访问的。

类成员指针，可以理解为指向类数据成员的一个偏移量，而非地址。

参考：http://blog.csdn.net/wenhai_zh/article/details/10311335