编译时计算基类的偏移量-C/C++问题

Calculate offset of base class at compile time(编译时计算基类的偏移量)

本文介绍了编译时计算基类的偏移量的处理方法，对大家解决问题具有一定的参考价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习吧！

问题描述

我想知道是否可以在编译时计算基类偏移量。当然，在运行时很容易做到这一点，因为可以利用static_cast的功能，而偏移量只是指向派生类的指针的基指针之间的差异。

我第一次尝试在编译时获取它，结果如下所示：

struct InterfaceRoot {};

struct IInterface1 : InterfaceRoot {
    virtual void MethodI1() = 0;
};

struct IInterface2 : InterfaceRoot {
    virtual void MethodI2() = 0;
};

class CClass : public IInterface1, public IInterface2 {
    virtual void MethodI1() override { /* do something */ }
    virtual void MethodI2() override { /* do something */ }     
};

int main() {

    CClass instance;

    constexpr int offsetI1 = 0; //first base class has no offset
    constexpr int offsetI2 = sizeof(IInterface1);

    //check pointer values against static_cast
    IInterface1* pI1 = reinterpret_cast<IInterface1*>(reinterpret_cast<char*>(&instance) + offsetI1);
    IInterface2* pI2 = reinterpret_cast<IInterface2*>(reinterpret_cast<char*>(&instance) + offsetI2);

    IInterface1* pI1_static_cast = static_cast<IInterface1*>(&instance);
    IInterface2* pI2_static_cast = static_cast<IInterface2*>(&instance);

    return 0;
}

这里，pI1和pI1_static_cast与预期相同。然而，pI2和pI2_static_cast并不相等！？

我可以通过向InterfaceRoot添加一个虚函数或将其全部省略来修复此问题。发生这种情况的原因是什么？

如果我这样设置继承树，它将使用前面提到的方法：

struct InterfaceRoot {
    virtual ~InterfaceRoot() {}
};

struct IInterface1 : InterfaceRoot {
    virtual void MethodI1() = 0;
};

struct IInterface2 : InterfaceRoot {
    virtual void MethodI2() = 0;
};

class CClass : public IInterface1, public IInterface2 {
    virtual void MethodI1() override { /* do something */ }
    virtual void MethodI2() override { /* do something */ }
};

有人知道这是为什么吗？顺便说一句，我正在使用Visual Studio 2017。有没有其他方法可以在编译时实现我的目标，或者我最好在运行时计算ofset并具有较小的运行时开销？

编辑：

工作的运行时实现可能如下所示：

template<typename Derived, typename Base>
inline int CalcBaseOffset() {
    const static int s_off = (reinterpret_cast<char*>(static_cast<Base*>(reinterpret_cast<Derived*>(0x10000000))) - reinterpret_cast<char*>(0x10000000));
    return s_off;
};

int main() {
    //...

    int offsetI1_RT = CalcBaseOffset<CClass, IInterface1>();
    int offsetI2_RT = CalcBaseOffset<CClass, IInterface2>();

    // add offsets to pointer like in the code sample above

}

此方法可产生准确的结果，但以小的运行时开销为代价(如果无法在编译时计算偏移量以消除此开销，则运行时开销是可接受的)。