同一班级，不同大小...？

Question

看看代码，你就会明白我的困惑了。

Test.h

class Test {
public:
#ifndef HIDE_VARIABLE
    int m_Test[10];
#endif
};

Aho.h

class Test;

int GetSizeA();
Test* GetNewTestA();

Aho.cpp

//#define HIDE_VARIABLE
#include "Test.h"
#include "Aho.h"

int GetSizeA() { return sizeof(Test); }
Test* GetNewTestA() { return new Test(); }

Bho.h

class Test;

int GetSizeB();
Test* GetNewTestB();

Bho.cpp

#define HIDE_VARIABLE   // important!
#include "Test.h"
#include "Bho.h"

int GetSizeB() { return sizeof(Test); }
Test* GetNewTestB() { return new Test(); }

TestPrj.cpp

#include "Aho.h"
#include "Bho.h"
#include "Test.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
    int a = GetSizeA();
    int b = GetSizeB();

    Test* pA = GetNewTestA();
    Test* pB = GetNewTestB();

    pA->m_Test[0] = 1;
    pB->m_Test[0] = 1;

    // output : 40     1
    std::cout << a << '\t' << b << std::endl;

    char temp;
    std::cin >> temp;

    return 0;
}

Aho.cpp 没有 #define HIDE_VARIABLE，因此 GetSizeA() 返回 40，但是 Bho.cpp 执行 #define HIDE_VARIABLE，因此 GetSizeB() 返回 1。 但是，Test* pA和Test* pB都有成员变量m_Test[]。

如果 Bho.cpp 中的类 Test 的大小是 1，那么 pB 就很奇怪，不是吗？

我不明白发生了什么事，请告诉我。 提前致谢。

环境： Microsoft Visual Studio 2005 SP1（或 SP2？）

Answer 1

您违反了单一定义规则 (ODR) 的要求。您的程序的行为是未定义的。这是这里唯一发生的事情。

根据 ODR，具有外部链接的类必须在所有翻译单元中以相同的方式定义。

Answer 2

您的代码表现出未定义的行为。您违反了一个定义规则（类Test的定义不同两个地方）。因此，编译器可以做任何它想做的事，包括“奇怪的”行为。

Answer 3

除了ODR。

大多数问题是由于仅在 cpp 文件中包含标头而导致的，这允许您更改编译单元之间的定义。

但是，Test* pA 和 Test* pB 都有成员变量 m_Test[]。

不，pB 没有 m_Test[] 但 TestPrj 编译单元不知道这一点，并且正在应用错误的类结构，因此它将进行编译。
除非您在调试中编译并捕获内存溢出，否则大多数情况下不会发现问题。
pB->m_Test[9] = 1; 将导致写入未由 pB 分配的内存，但可能是也可能不是可供您写入的有效空间。

Answer 4

就像这里许多人所说的那样，您违反了所谓的单一定义规则 (ODR)。

了解 C/C++ 程序的汇编方式非常重要。也就是说，翻译单元（cpp 文件）是单独编译的，彼此之间没有任何联系。接下来链接器根据编译器生成的符号和代码段来汇编可执行文件。它没有任何高级类型信息，因此它无法（也不应该）检测问题。

这样你实际上就欺骗了编译器，打败了自己，踢了自己的脚，无论你喜欢什么。

我想提一下的一点是，由于各种包含头文件和杂项定义的细微变化，实际上 ODR 规则经常被违反，但通常没有问题，人们甚至没有意识到这一点。

例如，一个结构可能有一个 LPCTSTR 类型的成员，它是指向 char 或 wchar_t 的指针，具体取决于定义、包含和等等。但这种类型的违规行为“几乎可以”。只要您实际上不在不同编译的翻译单元中使用此成员，就没有问题。

还有许多其他常见的例子。有些是由类内实现的成员函数（内联）产生的，这些函数实际上在不同的翻译单元中编译成不同的代码（例如，由于不同翻译单元的不同编译器选项）。

不过，这通常是可以的。然而，在您的情况下，结构的内存布局已经改变。这里我们有一个真正的问题。