注意:如果你是一个初学者,对实例方法,虚方法的调用还不太清楚,强烈建议你不要阅读本文,因为这里面的代码会让你完全崩溃掉。
如果你对实例方法,虚方法的运行机制已经了如指掌,并且,对方法和对象的内存布局也心中有数,那么本文可能会颠覆你以前对他们的认识。
阅读本文的***方式就是亲自演练一下,如果看完之后有疑惑,那么是正常的,但是稍加思考就会想明白。
我说,string变量可以直接引用一个object对象!
我说,派生类型的变量可以直接引用基类型的对象!
你会说,老兄,别开玩笑了,派生类型怎么可以指向一个基类型的对象呢!
我会让你见证一下奇迹,并在文章的结尾再给你一个更加不可思议的例子。
首先,请看下面的代码:
- class Program {
- static void Main(string[] args) {
- Derived d=(Derived)new Base();
- d.Print();
- Console.Read();
- }
- }
- class Base {
- public void Print() {
- Console.Write("in base");
- }
- }
- class Derived : Base {
- public new void Print() {
- Console.WriteLine("in derived");
- }
- }
毫无疑问,在运行时一定会抛出一个异常,因为Base对象无法转换为Derived对象。
但是,现在,我就想让d指向Base对象,并且可以调用Base中的Print方法,该怎么做呢?
用FiledOffset可以做到这一点,但首先需要定义一个叫做Manager的类,里面包含两个实例字段,一个为Derived,一个为Base。如下:
- [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
- class Manager {
- [FieldOffset(0)]
- public Base b = new Base();
- [FieldOffset(0)]
- public Derived derived;
- }
现在,通过为b和derived都指定了相同的偏移,所以,b和derived都指向了同一个对象,Base对象。
由于derived现在指向了Base对象,那么如果我调用d.Print方法,调用的是Base的Printf还是Derived的Print方法,还是抛出一个异常。请看如下代码:
- class Program {
- static void Main(string[] args) {
- Manager m = new Manager();
- m.derived.Print();
- Console.Read();
- }
- }
运行上面代码,会输出什么呢?
答案是,“In Derived”。
这很不可思议,因为derived指向的是Base对象,现在调用的确实Derived的方法。想要了解原因,请看下图:
这里,尽管derived指向的是一个Base对象,但是,CLR发现Print是一个非虚方法,所以CLR并不关心derived变量指向什么对象,CLR根据derived变量的类型来调用Print方法,这里derived是一个 Derived类型,所以CLR会调用Derived中的Print,最终输出In Derived。
第二个例子:
下面的这个例子也很不可思议,同样会颠覆你传统的观点。
让我们将上面的print方法改为virtual方法,最终如下:
- [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
- class Manager {
- [FieldOffset(0)]
- public Base b = new Base();
- [FieldOffset(0)]
- public Derived derived;
- }
- class Base {
- public virtual void Print() {
- Console.Write("in base");
- }
- }
- class Derived : Base {
- public override void Print() {
- Console.WriteLine("in derived");
- }
- }
现在,运行如下测试代码:
- class Program {
- static void Main(string[] args) {
- Manager m = new Manager();
- m.derived.Print();
- Console.Read();
- }
- }
这次结果会是什么呢?强烈建议你自己思考答案。
结果是,In Base!
是不是及其不可思议!为了更清楚的理解原因,请看下图:
这里,尽管derived指向的是Base对象,但是,当CLR看到derived.Print这行代码时,由于Print是虚方法,所以CLR会查看derived所指向的Base对象。
CLR发现Base对象里的type object pointer指向一个Base type object,于是就调用Base Type object中的Print方法,所以最终会输出InBase。
总结:
没有总结可不好。
本质上,子类型是不能引用父类型对象的。但是,我们可以通过FieldOffset绕过这一限制。通过子类型的变量来调用父对象的方法,这很是不可思议,但更不思议的是,当子类型的变量指向父对象时,竟然可以调用子方法!
那么上面的本质是什么呢?当CLR调用一个非虚方法时,不会关心变量具体指向的是什么,因为CLR此时是通过变量的类型来调用方法。如果方法时虚方法,那么CLR为了实现多态,需要查看这个变量指向的是什么对象,然后在通过对象的type object pointer找到对应的Type Object,然后调用Type Object中的方法。