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

你试试在子类里加个数据成员然后在调用func时打印它。

Answer 2

你要理解在C++里，类的成员函数跟C里面的函数没什么本质区别，只不过是内存里的一段代码。你这里的fun2也一样，当你把指针变成Son*类型时，你调用(Son*)->func2()，C++只会把它拼成Son$func2...这样的一个函数签名，然后到符号表里面去查这个函数签名对应的内存位置，然后执行函数

在程序中dynamic_cast<Son*>(m_Factory->getFun())并没有转换成功，是个空指针，但空指针上依然可以调用成员函数，因为能寻址成功

Answer 3

类的对象实例中，内存布局中只存放成员变量，有virtual会再加一个vptr，类的成员函数是单独存放的。
如果一段代码里的类没有任何成员变量，也不涉及虚函数，即使你用一个指向NULL的类指针来调用，同样会成功。这就类似于c语言调用函数。

Answer 4

一看就是被c++的语法糖毒害的患者，哈哈。对于这两个类其实本质上都继承了father类。本质都是包含了指向father的指针而已。强制转换是取转换对象为基准的并集。所以只取了son中的属性作为转换的属性。而他俩都继承了father所以转换是没问题的