＆C :: c和＆（C :: c）之间有什么区别？

Question

测试下面的代码，我将输出信息放在注释中。 我使用的是gcc 4.8.5和Centos 7.2。

#include <iostream>
#include <cstdio>

class C 
{
    public:
        void foo() {
            printf("%p, %p\n", &C::c, &(C::c)); // output value is 0x4, 0x7ffc2e7f52e8
            std::cout << &C::c << std::endl;    // output value is 1
        }
        int a;
        int c;
};

int main(void)
{
    C co;

    printf("%p\n", &C::c);              // output value is 0x4
    std::cout << &C::c << std::endl;    // output value is 1

//    printf("%p\n", &(C::c));   // compile error, invalid use of non-static data member 'C::c'

    co.foo();

    return 0;
}

1. 根据C ++运算符Precedence ， ::运算符的优先级高于&运算符。 我认为&C::c等于&(C::c) ，但输出则另有说明。 他们为什么不同？
2. &(C::c)在main函数中导致编译错误但在foo函数中没有，为什么会这样？
3. &C::c的值在printf和std::cout是不同的，为什么呢？

Answer 1

C ++将两种形式的操作数区分为&运算符，一般是lvalues，特别是（限定的）标识符。 在&C::c中， &的操作数是限定标识符（即只是名称），而在&(C::c) ，操作数是一般表达式（因为(不能是名称的一部分）。

的限定的标识符形式具有一种特殊情况：如果它是指一类的非静态成员（如您C::c ）， &返回一个称为“指针到C的成员”的特殊值。 有关成员指针的更多信息，请参见此处 。

在&(C::c)中没有特殊情况。 C::c正常解析并失败，因为没有对象来获取c成员。 至少那是main发生的事情; 在C方法（比如你的foo ）中有一个隐含的this对象，所以C::c实际上意味着this->c 。

至于为什么输出是不同printf与cout ：当您尝试打印带有成员指针<< ，它是隐式转换为bool ，产生false如果它是一个空指针和true ，否则。 false打印为0 ; true打印为1 。 您的成员指针不为null，因此您获得1 。 这与普通指针不同，普通指针隐式转换为void *并作为地址打印，但成员指针不能转换为void *因此， operator<<唯一适用的重载是bool 。 请参阅https://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_ostream/operator_ltlt#Notes 。

请注意，从技术上讲，您的printf调用具有未定义的行为。 %p采用void *并且你传递不同类型的指针。 在正常函数调用中，从T *到void *的自动转换将启动，但printf是一个变量参数函数，它不为其参数列表提供类型上下文，因此您需要手动转换：

printf("%p\n", static_cast<void *>(&(C::c)));

---

标准的相关部分是[expr.unary.op] ，说：

一元&运算符的结果是指向其操作数的指针。 操作数应为左值或限定ID 。 如果操作数是一个合格的-ID命名非静态或变体构件m的一些类C类型T ，结果类型“指针类的成员C类型的T ”，是一个指定prvalue C​::​m 否则，如果表达式的类型为T ，则结果的类型为“指向T指针”[...]

Answer 2

当表达式&C::c导致指向成员c的指针时，表达式&(C::c)产生成员变量c的地址。 您在输出中看到的差异是std::cout涉及bool隐式转换，它告诉您指针是否为null。

由于&C::c实际上不为null，因此隐式转换为值为true或1 bool

Answer 3

Q1：有特殊意义的语法&后跟加括号的合格-ID。 它意味着形成一个指向成员的指针。 此外，没有其他方法可以形成指向成员的指针。 这由C ++ 17 [expr.unary.op] / 4涵盖：

仅当使用显式&时，才会形成指向成员的指针，并且其操作数是未括在括号中的qualified-id 。 [注意：也就是说，表达式&(qualified-id) ，其中qualified-id括在括号中，不形成“指向成员的指针”类型的表达式。 也不是qual-id [...]

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Q3：在你写printf("%p\\n", &C::c);两种情况下printf("%p\\n", &C::c); ， &C::c是指向成员的指针。 %p格式说明符仅适用于void *因此会导致未定义的行为，并且程序输出无意义。

代码cout << &C::c; 通过operator<<(bool val)输出指向成员的指针，因为存在从指针到成员到bool隐式转换（在所有情况下结果都为true ），请参见[conv.bool] / 1。

有关如何打印指向成员的指针的进一步讨论， 请参阅此答案 。

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Q2：代码&(C::c)不形成如上所述的指向成员的指针。

现在，代码C::c在语法类别id-expression中 。 （哪个是qual-id和nonqualified-id ）。 id-expression对其使用有一些限制，[expr.prim.id] / 1：

只能使用表示非静态数据成员或类的非静态成员函数的id表达式：

• 作为类成员访问的一部分，其中对象表达式引用成员的类或从该类派生的类，或
• 形成指向成员的指针（7.6.2.1），或
• 如果该id-expression表示非静态数据成员，则它出现在未评估的操作数中。

当我们进入C::foo函数时，第一个子弹点适用。 代码与&c相同，但具有不必要的资格。 这个类型为int * 。 您可以使用std::cout << &(C::c); 这将显示一个内存地址，这个地址 - this->c 。

当我们处于main函数时，三个子弹点都不适用，因此&(C::c)是不正确的。

Answer 4

首先，您不能通过在类外使用&(C::c)来访问int c 。 &(C::c)表示“ c实例C ”的存储器地址，在某种程度上&(this->c)在这里。 但是，您的c不是C类的静态成员，并且没有C实例。 你也不能在外面访问int x = C::c 。

所以你看到一个错误：

//    printf("%p\n", &(C::c));   // compile error, invalid use of non-static data member 'C::c'

如果你有一个static int c ，那么类之外的C::c就可以了，因为这里不需要实例。

让我们跑吧

#include <iostream>
#include <cstdio>

class C
{
    public:
        void foo() {
            printf("%p, %p, this=%p\n", &C::c, &(C::c), this);
        }
        int a;
        int c;
};

int main(void)
{
    C co;
    co.foo();
    return 0;
}

输出是：

0x4, 0x7ffee78e47f4, this=0x7ffee78e47f0
// 0x4 + this == 0x7ffee78e47f4
// see reference

而对于std::out ：在<< &C::c是隐式浇铸bool ，所以true是1 ，你所看到的。 您可以将&C::c视为&C::c an offset of c in C ，如果没有C实例，它将无法使用。

就这样。

一些参考： C ++：指向类数据成员“:: *”的指针

完整描述： https ： //en.cppreference.com/w/cpp/language/pointer