c++ - 幻化多态对象

Question

考虑以下代码片段:

#include <new>
#include <iostream>

struct IDivideResult {
    virtual int result() = 0;
    virtual int remainder() = 0;
};

struct DivideResult : IDivideResult {
    DivideResult(int result, int remainder) : result_(result), remainder_(remainder) {}
    int result() override { return result_; }
    int remainder() override { return remainder_; }

    int result_, remainder_;
};

struct LazyDivideResult : IDivideResult {
    LazyDivideResult(int dividend, int divisor) : dividend_(dividend), divisor_(divisor) {}
    int result() override { return Transmogrify()->result(); }
    int remainder() override { return Transmogrify()->remainder(); }

    DivideResult *Transmogrify() {
        int result = dividend_ / divisor_;
        int remainder = dividend_ % divisor_;
        return new (this) DivideResult(result, remainder);
    }

    int dividend_, divisor_;
};

void Print(IDivideResult *div) {
    int result = div->result();
    int remainder = div->remainder();

    std::cout << result << " " << remainder << "\n";
}

int main() {
    IDivideResult *div = new LazyDivideResult(10, 3);
    Print(div);
}

我的问题是关于 Print 函数的行为。

预期行为:在调用 result() 后，div 指向 DivideResult 类的实例，调用 remainder() 函数调用 DivideResult::remainder() 函数。

可能的(？)行为:在调用 result() 时指向 vtable 的指针 LazyDivideResult 被缓存。下一次调用 remainder() 会重用之前缓存的指向 vtable 的指针，因此会调用 LazyDivideResult::remainder()。

我听说虚拟表不是 C++ 标准的一部分。 clang/gcc/msvc 生成的代码的反汇编也会呈现预期的行为。

所以这里的问题是:是否允许编译器生成导致上述“可能行为”的代码？有任何保证吗？

Answer 1

这是未定义的行为。

一旦你调用了div->result()，指针div就失效了，因为你已经结束了它指向的对象的生命周期。您观察到的症状是它“成功”调用了 remainder。

理论上，一个实现可以假定您只将 DivideResult 传递给 Print，因为传递 LazyDivideResult 将是 UB。