指向成员转换的指​​针

Question

我刚刚在 c++03 标准草案中找到了与指向成员转换的指​​针相关的以下段落。

4.11/2 指向成员转换的指​​针

“指向 cv T 类型的 B 成员的指针”类型的右值（其中 B 是类类型）可以转换为“指向 cv T 类型的 D 成员的指针”类型的右值，其中 D 是B 的派生类（第 10 条）。如果 B 是 D 的不可访问（第 11 条）、不明确（10.2）或虚拟（10.1）基类，则需要此转换的程序是格式错误的。转换的结果引用与转换发生之前指向成员的指针相同的成员，但它引用基类成员，就好像它是 派生类。结果引用 D 的 B 实例中的成员。由于结果的类型为“指向 cv T 类型的 D 成员的指针”，因此可以使用 D 对象取消引用它。结果与使用 D 的 B 子对象取消引用指向 B 的成员的指针相同。空成员指针值将转换为目标类型的空成员指针值。52)

5.2.9 /9 static_cast

“指向 cv1 T 类型的 D 成员的指针”类型的右值可以转换为“指向 cv2 T 类型的 B 成员的指针”类型的右值，其中 B 是 D 的基类（第 10 条） ，如果存在从“指向类型 T 的 B 成员的指针”到“指向类型 T 的 D 成员的指针”的有效标准转换（4.11），并且 cv2 与 cv 限定相同或大于 cv 限定， cv1.63) 将空成员指针值 (4.11) 转换为目标类型的空成员指针值。如果类 B 包含原始成员，或者是包含原始成员的类的基类或派生类，则生成的指向成员的指针将指向原始成员。否则，转换的结果是未定义的。 [注：虽然B类需要 不包含原始成员，取消引用成员指针的对象的动态类型必须包含原始成员；见 5.5。 ]

这就是我的问题。正如 5.2.9/9 所说，如果存在 4.11/2 中描述的有效转换，则指向 D 成员的指针可以转换为指向 B 成员的指针。这是否意味着如果 D 的成员“m”不是从 B 继承的，则指向成员“m”的指针不能转换为指向 B 成员的指针的类型？

class Base { };
class Derived : public Base 
{
    int a;
};
typedef int Base::* BaseMemPtr;
BaseMemPtr pa = static_cast<BaseMemPtr>(&Derived::a); // invalid, as per 5.2.9/9 ?

在5.2.9/9的注释中，还指出虽然B类不需要包含原始成员，但取消引用成员指针的对象的动态类型必须包含原始成员。

我对该段落的措辞感到困惑。上面的代码有效吗？

我搜索了该网站，有一个类似的问题，c++继承和成员函数指针，其答案仅涵盖了从基类成员指针转换为派生类成员指针的情况。

Answer 1

您编写的代码完全有效。它没有任何问题（除了 Derived::a 是私有的这一事实）。它的格式良好并且行为已定义（到目前为止）。正如标准的引用部分所述，使用显式 static_cast 向上转换成员指针是完全合法的，这正是您正在做的事情。 5.2.9/9 从未说过指向的成员必须出现在基类中。

此外，正如您正确地引用了标准一样，在指针取消引用时，稍后需要对象中实际成员的存在，而不是在初始化。当然，这取决于成员访问运算符左侧使用的对象的动态类型（->* 或 .*）。该类型仅在运行时已知，因此编译器无法检查。

该要求仅作为注释包含在 5.2.9/9 中，但在 5.5/4 中以更正式的形式重申

4 如果对象的动态类型
不包含其成员
指针指向的行为是
未定义。

因此，例如，在您的示例的上下文中，以下代码行格式良好

Base b;
b.*pa; // 1

Derived d;
d.*pa; // 2

Base *pb = &d;
pb->*pa; // 3

但是，第一个取消引用会产生未定义的行为（因为对象 b 不包含该成员），而第二个取消引用会产生未定义的行为（因为对象 b 不包含该成员），而第二个第一个和第三个是完全合法的。