基类的实例如何保存派生类的实例？

Question

我担任 .Net 程序员（不能说我是程序员）已有 2 年了。有一个问题我多年来一直无法理解，那就是基类的实例如何保存派生类的实例？

假设我们有两个类：

class BaseClass
{
    public A propertyA;
    public B propertyB;
}

class DerivedClass ：BaseClass
{
    public C propertyC;

}

怎么会发生这种情况：

BaseClass obj = new DerivedClass ()

我的意思是，BaseClass 的内存模型已经没有空间容纳新添加的 propertyC，那么它怎么还能保存 propertyC 的值呢？

另一方面，这怎么可能不会发生：

DerivedClass  obj = new BaseClass()

我认为这是正确的方法，因为 DerivedClass 的内存模型具有 BaseClass 的所有空间，甚至更多。但事实并非如此，为什么呢？

我知道我问了一个非常愚蠢的问题，但是有人能给我更详细的答案吗？从内存或编译器的角度来看会更好。

Answer 1

因为（这个概念经常被误解）保存指针的变量的类型独立于它所指向的对象的实际具体类型。

因此，当您编写

BaseClass obj = new DerivedClass () 

BaseClass obj 的部分时，会在堆栈上创建一个新的引用变量，编译器会理解该引用以保存对来自 < 或派生自 < 的内容的引用。代码>基类。

读取 = new DerivedClass () 的部分实际上创建了一个 DerivedClass 类型的新对象，将其存储在堆上，并存储了一个 指向 obj 指向的内存位置中的该对象的指针。堆上的实际对象是 DerivedClass；这被称为对象的具体类型。

变量 obj 被声明为 BaseClass 类型。这不是一个具体类型，它只是一个变量类型，它仅限制编译器将地址存储到指向的变量中不是 BaseClass 或不是从 BaseClass 类型派生的对象。

这样做是为了保证无论您放入 obj 变量中的是什么，无论它是 BaseClass 还是 DerivedClass 的具体类型，它都将具有所有方法、属性和BaseClass 类型的其他成员。它告诉编译器，obj 变量的所有使用都应限制为仅使用 BaseClass 类的成员。

Answer 2

由于 BaseClass 是引用类型，因此 obj 不是 BaseClass 对象。它是对 BaseClass 对象的引用。具体来说，它是对 DerivedClass 的 BaseClass 部分的引用。

Answer 3

当您这样说时：

BaseClass obj = new DerivedClass ()

您并不是在说“创建一个容器来包含此 BaseClass 对象，然后将这个更大的 DerivedClass 对象塞入其中”。

实际上，您正在创建一个 DerivedClass 对象，并且它是在足以容纳 DerivedClass 对象的内存空间中创建的。 .NET 框架永远不会忘记这个东西是一个 DerivedClass 的事实，也永远不会停止这样对待它。

但是，当您说选择使用 BaseClass 对象变量时，您只是创建一个指向已创建、分配和定义的对象的引用/指针，并且您的指针有点模糊。

就好像房间另一边的那个人是一个红头发的爱尔兰人，体重稍超重，牙齿不好，性格迷人，名叫吉米，但你只是把他称为“那边的那个家伙”。尽管您模糊的描述完全准确，但您对他的描述含糊不清这一事实并不会改变他的身份或他的任何细节。

Answer 4

答案逐字复制了另一位用户 jk 在 Stackoverflow 上针对完全相同的问题所写的内容。

如果我告诉你我有一只狗，你就可以放心地假设我有一只狗。

如果我告诉你我有一只宠物，你不知道那个动物是不是狗，它
可能是一只猫，甚至可能是一只长颈鹿。在不知道一些额外的情况下
您不能放心地假设我有一只狗的信息。

类似地，派生对象是基类对象（因为它的子对象
class)，因此可以由基类指针指向。然而一个基地
类对象不是派生类对象，因此不能分配给
派生类指针。

（您现在听到的吱吱声是类比拉伸）

假设您现在想给我的宠物买一件礼物。

在第一个场景中，你知道它是一只狗，你可以给我买一条皮带，
大家都很高兴。

在第二个场景中，我还没有告诉你我的宠物是什么，所以如果你是
无论如何你都要给我买件礼物你需要知道我不知道的信息
告诉过你（或者只是猜测），你给我买一条皮带，如果事实证明我真的
养了一只狗，大家都很高兴。

但是，如果我真的养了一只猫，那么我们现在就知道你做了坏事
假设（演员）并有一只不快乐的猫拴在皮带上（运行时错误）

Answer 5

这是可能的，因为内存为基类和派生类分配的方式。在派生类中，首先分配基类的实例变量，然后分配派生类的实例变量。当将基类引用变量分配给派生类对象时，它会看到它期望的基类实例变量以及“额外”的派生类实例变量。