私人会员黑客行为是定义行为吗？

Question

我有以下课程：

class BritneySpears
{
  public:

    int getValue() { return m_value; };

  private:

    int m_value;
};

这是一个外部库（我无法更改）。我显然无法更改m_value的值，只能读取它。即使从 BritneySpears 派生也行不通。

如果我定义以下类会怎样：

class AshtonKutcher
{
  public:

    int getValue() { return m_value; };

  public:

    int m_value;
};

然后执行：

BritneySpears b;

// Here comes the ugly hack
AshtonKutcher* a = reinterpret_cast<AshtonKutcher*>(&b);
a->m_value = 17;

// Print out the value
std::cout << b.getValue() << std::endl;

我知道这是不好的做法。但只是出于好奇：这保证有效吗？它是定义的行为吗？

额外问题：你曾经不得不使用如此丑陋的黑客吗？

编辑：只是为了吓唬更少的人：我不打算在真实代码中实际执行此操作。我只是想知道；）

Answer 1

您可能无法修改 BritneySpears 的库，但您应该能够修改 .h 头文件。如果是这样，您可以让 AshtonKutcher 成为 BritneySpears 的朋友：

class BritneySpears 
{
    friend class AshtonKutcher;
  public: 

    int getValue() { return m_value; }; 

  private: 

    int m_value; 
}; 

class AshtonKutcher 
{ 
  public: 

    int getValue(const BritneySpears & ref) { return ref.m_value; }; 
}; 

我真的不能容忍这种伎俩，而且我想我自己也没有尝试过，但是它应该是合法的、定义明确的 C++。

Answer 2

@Marcelo 说得对：成员的顺序在不同的访问级别上是未定义的。

但请考虑以下代码；这里，AshtonKutcher 的布局与 BritneySpears 完全相同：

class AshtonKutcher
{
  public:
    int getValue() { return m_value; };
    friend void setValue(AshtonKutcher&, int);

  private:
    int m_value;
};

void setValue(AshtonKutcher& ac, int value) {
    ac.m_Value = value;
}

我相信这实际上可能是有效的 C++。

Answer 3

您的代码存在问题，答案已用下划线突出显示。问题来自于对值进行排序。

然而，您几乎已经完成了：

class AshtonKutcher
{
public:

  int getValue() const { return m_value; }
  int& getValue() { return m_value; }

private:
  int m_value;
};

现在，您拥有完全相同的布局，因为您具有相同的属性，以相同的顺序声明，并且具有相同的访问权限......并且两个对象都没有虚拟表。

因此，诀窍不是改变访问级别，而是添加一个方法:)

当然，除非我错过了一些东西。

我准确地说这是一场维护噩梦吗？

Answer 4

通常应避免使用reinterpret_cast，并且不能保证给出便携式结果。

另外，为什么要更改私人成员？您可以将原始类包装在一个新类中（首选组合而不是继承）并根据需要处理 getValue 方法。

Answer 5

这是未定义的行为。每个访问限定符部分中的成员都保证按照它们出现的顺序排列，但访问限定符之间没有这样的保证。例如，如果编译器选择将所有私有成员放在所有公共成员之前，则上述两个类将具有不同的布局。

编辑：重新审视这个旧答案，我意识到我错过了一个相当明显的点：结构定义每个都只有一个数据成员。成员函数的顺序无关紧要，因为它们不影响类的布局。您可能会发现两个数据成员都保证位于同一个位置，尽管我不太了解该标准，无法确定。

但！您无法在不相关的类型之间取消引用reinterpret_cast结果。依然是UB。至少，这是我对 http://en.cppreference.com/w/cpp 的阅读/language/reinterpret_cast，这确实读起来很粗糙。

Answer 6

这是未定义的行为，原因是 Marcelo 指出出去。但有时在集成无法修改的外部代码时，您需要诉诸这些东西。一种更简单的方法（以及同样未定义的行为）是：

#define private public
#include "BritneySpears.h"