成员变量指针

Question

以下程序的输出始终为1 1 1。在《C++对象模型》一书中，提到这将给出偏移量。其目的也是为了找出对象的布局。但是，我对输出感到困惑。使用的编译器是g++ 4.5.2。

class Test
{
    public:
        float a;
        float b;
        float c;
};

int main()
{
    float Test::*ptr = &Test::a;
    float Test::*ptr1 = &Test::b;
    float Test::*ptr2 = &Test::c;
    cout<<ptr<<endl;
    cout<<ptr1<<endl;
    cout<<ptr2<<endl;

    return 0;
}

输出：

1
1
1

编辑（后续问题）： 书中提到，origin.y = 0 可以转换为 &origin + (Point3d::y - 1)，其中 origin 是 Point3d 对象，y 是 Point3d 类的成员变量。但是当我编译时会出现编译错误。

- K.K

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cout没有为成员指针重载插入运算符，所以ptr会被隐式转换为bool。 - Mr.Anubis

@Mr.Anubis：你应该把那个发表为答案。 - Ed S.

Answer 1

您不能打印成员指针，但是可以将指向成员的指针隐式转换为bool，然后当然可以打印这些指针。空指针被转换为false，而所有其他指针都被转换为true。默认情况下，std::cout 将false打印为0，将true打印为1。

- fredoverflow

Answer 2

您写道您想要查找内存偏移量。虽然FredOverflow所写的完全正确，但如果您想知道a，b和c的地址，您应该创建一个Test类的实例。例如：

Test t;
float *ptr = &t.a;
float *ptr1 = &t.b;
float *ptr2 = &t.c;

在我的电脑上，这将产生以下三个地址：

0x7fff564f8918
0x7fff564f891c
0x7fff564f8920

你会发现它们相隔4个字节（或sizeof(float)），并且使用sizeof(Test)时，Test的大小为12个字节。此外，&t的地址为0x7fff564f8918，与&t.a的地址相同。这就是类Test实例的内存布局形成的方式。

你也可以使用offsetof()查找POD类型成员的偏移量。

cout << offsetof(Test, a) << endl;
cout << offsetof(Test, b) << endl;
cout << offsetof(Test, c) << endl;

产量

0
4
8

请注意，offsetof(Test, b)本质上与以下内容相同：

(unsigned long long) &(((Test*) 0)->b) - (unsigned long long) (Test*) 0

回答你的后续问题：

那段代码将无法工作，因为存在先前提到的同样错误。然而，如果你想要计算出origin中y成员的地址并将其赋值为0，可以这样做：

class Point3d {
public:
  float x, y, z;
};

Point3d origin;
origin.y = 10;

// We take the address of origin, which points to the first member, 
// then add the offset to the member y.
float *ptr = (float*) ((unsigned long long) &origin + offsetof(Point3d, y));
cout <<  "Old value: " << *ptr << endl;
*ptr = 0;
cout <<  "New value: " << *ptr << endl;

产生输出：

Old value: 10
New value: 0

再次记住，这仅仅是因为Point3d是一个POD类型才可能实现的。

- Morten Kristensen

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在《C++对象模型内幕》一书中，明确提到它会给出偏移值。但是，即使我尝试比较这些指针或执行任何二进制操作，它仍然会抛出错误。我很困惑，不知道是由于gcc还是我的错误解释导致的！！！ - K.K

我添加了一个回答来回应您的后续问题。 - Morten Kristensen