为什么指向同一结构体不同成员的指针成员的值始终相同？

Question

我有以下代码：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

struct foo_s {
    string a;
    string b;
    string c;
};

void print_field(foo_s* foo, string foo_s::* field) {
    cout << "field: " << field << " - " << foo->*field << endl;
}

int main() {
   foo_s my_foo = {
       "a",
       "b",
       "c",
   };

   print_field(&my_foo, &foo_s::a);
   print_field(&my_foo, &foo_s::b);
   print_field(&my_foo, &foo_s::c);

   return 0;
}

它的输出为:

field: 1 - a                                                                                                                                                                                                              
field: 1 - b                                                                                                                                                                                                              
field: 1 - c  

我对于 print_field() 函数中的具体细节有些困惑，主要表现为：

1. field 的类型是什么？我猜它应该是 指向字符串 foo_s 成员的指针
2. 为什么 field 的值总是相同的（本例中为1），而 foo->*field 却得到不同的结果？

主要困惑于第二点。我原以为 field 是从结构体开头的“偏移量”，而 foo->*field 则类似于以下概念等效的内容：

char* ptr = static_cast<char*>(foo);
ptrdiff_t offset = somehow_get_the_byte_offset_from_pointer_to_member(field);
ptr = ptr[offset];
string result = *static_cast<string*>(ptr);

但似乎行不通，因为field的值在调用中没有变化。我错过了什么？标准具体描述了这个操作的方式是什么？

- anthonyvd

Answer 1

没有重载<<来格式化成员指针的值，因此如果您尝试使用它，将不会得到任何特别有用的东西。有一个bool重载，并且成员指针可以转换为bool，因此这就是发生的事情。指针不为空，因此转换为true，默认情况下，true被格式化为1。

为了进一步说明，您可以首先尝试流传递boolalpha；然后您应该看到true而不是1。

- Mike Seymour

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哇，这教会了我要坚持使用好老的printf，即使只是因为我更理解它。 - martin

如果您尝试打印一个成员指针，那么这将导致未定义行为。C++输入/输出至少是类型安全的，尽管有时会令人困惑。 - Mike Seymour

@martin 有趣的问题 - 您打算使用哪种格式说明符来指定成员指针？一般来说，您甚至不知道这个东西的大小。 - Angew is no longer proud of SO

@Angew 哦，也许我应该停止写代码了……对于其他感兴趣的读者，这里是参考链接：https://dev59.com/VW_Xa4cB1Zd3GeqP6ORt。 - martin

啊！谢谢，那很有道理。当将指针转换为int时，static_cast触发了编译时错误，我应该明白这是怎么回事。 - anthonyvd

Answer 2

1. field的类型，就像您所说的一样，是指向foo_s中类型为std::string的成员的指针。

2. 在所有这些情况下，field的值都是1，因为成员指针可以转换为bool，所以当您输出它们时，您会得到1，因为它们不是空指针。

- TartanLlama