class 层次结构的内存布局

Question

我的目标是创建 class 层次结构的 classes 实例，它们共享一些公共数据。我创建（使用联合）足够的内存，以便可以在分配的内存中创建最大的实例。现在我想创建/交换 class 的实例并在内存中使用 "old" 数据。这是 valid/legal 操作吗？

原始代码使用一些 MTP 内容来创建联合，目标是使用此 class 层次结构作为状态机实现的核心。我这里只展示包含问题的基本代码。

我看到如果基础 class 不包含虚方法但派生方法包含虚方法，这是一个问题。这是因为 vtable-pointer 位于内存前面（gcc on x86/linux）。

简单问题：如果基 class 的实例之前已创建并且内存与该派生的实例 class?

class Base
{
    public:
        int a;
        Base()=default;
        Base( int _a):a(_a){}

        void Print() { cout << "Value: " << a << endl; }
};

class Derived1: public Base
{
    public:
        int d;

        Derived1(): d( 0x11223344){}
};

union  U
{   
    U(){}
    Base base;
    Derived1 derived1;
} u;

int main()
{
    memset( &u, 0, sizeof(u));

    new (&u) Base(12345678);
    u.base.Print();

    new (&u) Derived1;
    u.base.Print();
 }

Answer 1

不，这行不通，因为标准说：

9.5/1 : in a union, at most one of the non-static data members can be active at any time that is, the value of at most one of the non-static data members can be stored in a union at any time.

您尝试做的是未定义的行为：

new (&u) Derived1;  // RISKY !!!

使用 new 放置会覆盖之前在 u 中的对象，而不会正确销毁它。然后创建 Derived1 无论如何都会创建自己的基础。如果您以某种方式设法将旧值保留在内存中，它仍然是未定义的行为：它可以工作或不工作，具体取决于编译器的对象布局和实现。

Answer 2

这是未定义的行为 - 它可能看起来有效，但不可移植，不应依赖。

一个工会只能有一个活跃成员；构造 Derived1 会使之前发生的事情无效。

class 层次结构的内存布局

memory layout of class hierarchy

c++

unions

memory-layout