53

我们都知道protected从基类指定的成员只能从派生类自己的实例中访问。这是标准中的一个特性，这已经在 Stack Overflow 上多次讨论过：

但似乎可以用成员指针绕过这个限制，正如用户 chtz向我展示的那样：

struct Base { protected: int value; };
struct Derived : Base
{
    void f(Base const& other)
    {
        //int n = other.value; // error: 'int Base::value' is protected within this context
        int n = other.*(&Derived::value); // ok??? why?
        (void) n;
    }
};

在 coliru 上进行现场演示

为什么这是可能的，它是一个想要的特性还是实现或标准的措辞中的某个小故障？

从评论中出现了另一个问题：如果Derived::f用实际调用Base，它是未定义的行为吗？

4

4 回答 4

31

由于访问控制[class.access]无法使用类成员 access expr.ref ( ) 访问成员这一事实不会使该成员无法使用其他表达式访问。aclass.amember

表达式&Derived::value （其类型是int Base::*）完全符合标准，它指定 的value成员Base。那么表达式a_base.*pwherep是一个成员Base和a_base一个实例的指针Base也是标准的。

因此，任何符合标准的编译器都应使表达式other.*(&Derived::value);定义行为：访问value.other

于 2018-03-29T09:43:51.553 回答
15

是黑客吗？

与 using 类似reinterpret_cast，这可能很危险，并且可能是难以发现的错误的来源。但它的格式很好，毫无疑问它是否应该起作用。

澄清类比： 的行为reinterpret_cast也在标准中准确指定，可以在没有任何 UB 的情况下使用。但是reinterpret_cast绕过类型系统，类型系统的存在是有原因的。类似地，这个指向成员技巧的指针根据标准格式良好，但它绕过了成员的封装，并且封装（通常）存在是有原因的（我说通常是因为我认为程序员可以轻率地使用封装）。

[是] 执行或标准措辞中的某个小故障吗？

不，实施是正确的。这就是指定语言的工作方式。

的成员函数Derived显然可以访问&Derived::value，因为它是基的受保护成员。

该操作的结果是指向 的成员的指针Base。这可以应用于对 的引用Base。成员访问权限不适用于指向成员的指针：它仅适用于成员的名称。

从评论中出现了另一个问题：如果 Derived::f 是用一个实际的 Base 调用的，它是未定义的行为吗？

不是UB。Base有会员。

于 2018-03-29T09:06:27.547 回答
-1

只是为了增加答案并放大一点我可以在你的字里行间读到的恐怖。如果您将访问说明符视为“法律”，要求您避免做“坏事”，我认为您没有抓住重点。public, protected, private, const... 都是系统的一部分，这对 C++ 来说是一个巨大的优势。没有它的语言可能有很多优点，但是当您构建大型系统时，这些东西是真正的资产。

话虽如此：我认为可以绕过提供给您的几乎所有安全网是一件好事。只要您记住“可能”并不意味着“好”。这就是为什么它永远不应该是“容易的”。但对于其余的 - 这取决于你。你是建筑师。

几年前我可以简单地做到这一点（它可能仍然在某些环境中工作）：

#define private public

对于“敌对”外部头文件非常有帮助。好习惯？你怎么看？但有时你的选择是有限的。

所以，是的，你所展示的是系统中的一种违规行为。但是，嘿，是什么让您无法获得和分发该成员的公开参考资料？如果可怕的维护问题让你兴奋——无论如何，为什么不呢？

于 2018-04-04T12:08:33.513 回答
-2

基本上你正在做的是欺骗编译器，这应该可以工作。我总是看到这类问题，人们有时会得到不好的结果，有时它会起作用，这取决于它如何转换为汇编代码。

我记得在整数上看到过一个带有const关键字的案例，但是后来通过一些技巧，这个家伙能够更改值并成功地绕过编译器的意识。结果是：一个简单的数学运算的错误值。原因很简单：x86 中的汇编确实区分了常量和变量，因为某些指令的操作码中确实包含常量。因此，由于编译器认为它是一个常量，它会将其视为一个常量，并使用错误的 CPU 指令以优化的方式处理它，并且 baam，结果数字中有错误。

换句话说：编译器将尝试强制执行它可以强制执行的所有规则，但您最终可能会欺骗它，并且您可能会或可能不会根据您正在尝试做的事情得到错误的结果，所以您最好做这样的事情只有当你知道你在做什么。

在您的情况下，&Derived::value可以通过从类的开头有多少字节从对象计算指针。这基本上是编译器访问它的方式，所以，编译器：

  1. 没有看到任何权限问题，因为您是在编译时访问的value。derived
  2. 可以做到这一点，因为你在一个具有相同结构的对象中以字节为单位获取偏移量derived（嗯，很明显，base）。

所以，你没有违反任何规则。您成功绕过了编译规则。你不应该这样做，正是因为你附加的链接中描述的原因，因为它破坏了 OOP 封装，但是，如果你知道你在做什么......

于 2018-03-29T08:35:54.180 回答