C++；铸造至底座和；覆盖"；vptr问题 我刚刚读了一个新的C++挑战： 如果代码中有问题，对任何代码都有明显的影响，有些程序只适用于C++语言：-/P>

注释中描述了一条特定的线（37）特别危险：

ImageFactory::DebugPrintDimensions((ImageFactory::CustomImage*)image);

然后，该函数调用

CustomImage

（在

CustomImage

中首次定义）的虚拟方法

据称，这会导致

CustomImage

的第一个成员被视为实例的vptr（实际上是一个

唯一的\u ptr

），并使其指向的二进制文件被视为可执行（可能是恶意）代码

虽然我能理解这一点，但我想知道为什么这真的有效

CustomImage

是一个虚拟类，因此（可能）它的前4个字节（假设X86）是vptr，而

unique_ptr

成员是下一个。。既然演员们似乎没有改变什么

。。。如何执行由

unique\u ptr

保存的数据？

我的看法（我非常高兴被纠正）：

这里，

CustomImage

是一个多态类（在windowsabi下，vptr是第一个“成员”），但

Image

不是。定义的顺序意味着

ImageFactory

函数知道

CustomImage

是

Image

，但

main（）

不知道

因此，当工厂这样做时：

Image* ImageFactory::LoadFromDisk(const char* imageName)
{
    return new (std::nothrow) CustomImage(imageName);
}

CustomImage*

指针被转换为

Image*

，一切正常。因为

Image

不是多态的，指针被调整为指向

CustomImage

中的（POD）

Image

实例——但基本上，这是在vptr之后，因为在MS ABI的多态类中，它总是排在第一位（我假设）

然而，当我们到达

ImageFactory::DebugPrintDimensions((ImageFactory::CustomImage*)image);

编译器会看到从一个它一无所知的类到另一个类的C样式转换。它所做的只是获取它拥有的地址，并假装它是一个

CustomImage*

。该地址实际上指向自定义映像中的

映像

；但由于

Image

是空的，并且假定空基类优化已生效，因此它最终指向

CustomImage

中的第一个成员，即

unique\u ptr

现在，

ImageFactory:：DebugPrintDimensions（）

假定它已被传递到一个指向完整的

CustomImage

的指针，因此该地址等于

vptr

的地址。但是它没有——它被交给了

unique\u ptr

的地址，因为在调用它的时候，编译器不知道什么更好。所以现在它取消了它认为是vptr（我们控制的真正数据）的引用，寻找虚拟函数的偏移量并盲目地执行它——现在我们遇到了麻烦

有几件事可以帮助缓解这种情况。首先，由于我们是通过基类指针操作派生类，

Image

应该有一个虚拟析构函数。这会使

Image

多态，而且很可能我们不会有问题（而且我们也不会泄漏内存）

其次，因为我们是从基转换到派生，所以应该使用

dynamic_cast

而不是C风格的转换，这将涉及运行时检查和正确的指针调整

---

最后，如果编译器在编译

main（）。因此，也建议将类定义移动到
main（）
上方。
可能内存布局是这样的，即vptr位于基本子对象之前，如下所示：

class CustomImage {
    void * __vptr;
    Image  __base;  // empty
    unique_ptr<whatever> evil;
};

class自定义图像{
无效*uu vptr；
图像_base；//为空
独特的邪恶；
};

这意味着从
Image*
到
CustomImage*
的有效转换需要从指针中减去几个字节。但是，您发布的邪恶类型设置在类定义之前，因此它不知道如何正确调整指针。相反，它的行为类似于
reinterpret\u cast
，只是假装指针指向
CustomImage
，而不调整其值

现在，由于基类是空的，因此
unique\u ptr
中的指针将被误解为vptr。这指向另一个指针，这将被误解为vtable指向第一个虚拟成员函数的指针。这又指向从文件加载的数据，当调用虚拟函数时，这些数据将作为代码执行。作为蛋糕上的糖衣，内存保护标志是从文件中加载的，并且不会进行调整以阻止执行

以下是一些经验教训：


避免C样式转换，尤其是指针或引用类型。如果转换无效，他们会退回到重新解释施法，导致未定义行为的雷区。（更糟糕的是，它们的语法也是不可描述的，如果不仔细阅读代码，很容易漏掉。）
避免非多态基类。它不仅在概念上存在疑问，而且会使删除变得更加笨拙和容易出错，它还会对内存布局产生令人惊讶的影响，正如我们在这里看到的那样。如果基类是多态的，我们可以使用
dynamic_cast
（或者通过提供合适的虚拟函数来避免强制转换），而不存在无效转换的可能性
避免不必要的间接层次-无需将
m_imageData
作为指针
切勿将用户数据放入可执行内存
您显然不会选择空基选项。考虑到了吗？@Parobay:是的，我考虑到了。如果未优化基础对象