为何reinterpret_cast未创建对象却能转换指针并调用类方法？

测试代码 #

#include <iostream>
using namespace std;

class Mango {
  public:
  Mango() {
    cout<<"mango called"<<endl;
  }
  void print() {
    cout<<"mango"<<endl;
  }
};

class Apple {
  public:
  Apple() {
    cout<<"apple called"<<endl;
  }
  void print() {
    cout<<"apple"<<endl;
  }
};

int main(int argc, char* argv[]) {
  Mango* m = new Mango();
  Apple* a = reinterpret_cast<Apple*>(m);
  a->print();
  return 0;
}

运行输出 #

mango called
apple

问题核心 #

通过指针a调用print()方法输出了"apple"，但Apple类的构造函数从未被调用，即未创建Apple对象。请问这一现象为何会发生？指针a未指向已创建的Apple对象，为何能实现此调用？它不是应该指向Mango对象的内存数据吗？

解答 #

这事儿的核心在于非虚成员函数是编译期绑定，再加上reinterpret_cast的“粗暴转换”特性：

• 非虚成员函数的调用逻辑是编译时就定死的：编译器只看指针的静态类型（也就是代码里写的Apple*），不管它实际指向什么。a被声明成Apple*，所以编译器直接把a->print()翻译成调用Apple::print()，根本不会在运行时去检查指针实际指向的对象类型。

• reinterpret_cast就是个“二进制强转工具”：它不管类型是否兼容，直接把Mango*的内存地址原样当成Apple*用，既不会帮你创建Apple对象，也不会做任何类型校验。这里Mango和Apple都没有成员变量，所以那块内存里啥数据都没有，但也不影响调用。

• 为啥调用没崩溃？因为print()没用到对象的任何数据——这类不带成员变量访问的非虚函数，本质上和全局函数差不了多少，只是多了个没用到的this指针。哪怕this指向的是Mango对象的内存，函数照样能跑，输出"apple"。

• 但必须强调：这是C++标准明确的未定义行为！这次能正常输出纯属巧合，要是类里加了成员变量或者虚函数，大概率会崩溃、乱输出，甚至触发更诡异的问题，绝对不能在生产代码里这么写。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shivanshu Arora