C++居然能用父类指针(里面存的也是父类)调用子类(子类独有的)函数?

Question

昨天问另外一个问题的时候, 今天早上有人回复给出了这样一段代码, 我试着运行了一下, 结果却大大出乎我的意料 :

class Father
{
public:
    virtual void func1() { std::cout << "Father" << std::endl; }
    virtual ~Father(){}
};
class Son :public Father
{
public:
    virtual void func1(){ std::cout << "Son1" << std::endl; }
    void func2(){ std::cout << "Son2" << std::endl; }
    virtual ~Son(){}
};
class Factory
{
private:
    Father* myFather;
public:
    void setFun(Father* m_Father) { myFather = m_Father; }
    Father* getFun() { return myFather;};
};

int main()
{
    Father *m_Father = new Father();
    Factory* m_Factory = new Factory();
    m_Factory->setFun(m_Father );
    m_Factory->getFun()->func1();
    dynamic_cast<Son*>(m_Factory->getFun())->func2();
    ///
    return 0;
}

运行结果是 :

Father
Son2

这让我感觉特别的奇怪 :
首先对于main中的变量m_Father, 他的静态类型和动态类型都是Father指针, 之后使用dynamic_cast<Son*>进行强制转换, 按照我的设想, 只有当m_Father的动态类型, 也就是实际指向一个Son的时候, 转换才能够成功, 然而这里不但成功转换, 同时还调用了Son独有的函数fun2, 这不是太奇怪了吗?

Answer 1

你試試在子類別裡加個資料成員然後在呼叫func時列印它。

Answer 2

你要理解在C++裡，類別的成員函數跟C裡面的函數沒什麼本質區別，只不過是記憶體裡的一段程式碼。你這裡的fun2也是一樣，當你把指標變成Son*型別時，你呼叫(Son*)->func2()，C++只會把它拼成Son$func2...這樣的一個函式簽名，然後到符號表裡面去查這個函式簽名對應的記憶體位置，然後執行函數

在程式中dynamic_cast<Son*>(m_Factory->getFun())並沒有轉換成功，是個空指針，但空指針上依然可以呼叫成員函數，因為能尋址成功

Answer 3

類別的物件實例中，記憶體佈局中只存放成員變量，有virtual會再加一個vptr，類別的成員函數是單獨存放的。
如果一段程式碼裡的類別沒有任何成員變量，也不涉及虛函數，即使你用一個指向NULL的類別指標來調用，同樣會成功。這就類似於c語言呼叫函數。

Answer 4

一看就是被c++的語法糖毒害的患者，哈哈。對於這兩個類別其實本質上都繼承了father類別。本質都是包含了指向father的指標而已。強制轉換是取轉換物件為基準的並集。所以只取了son中的屬性作為轉換的屬性。而他兩個都繼承了father所以轉換是沒問題的