क्या कोई लेआउट-संगत प्रकारों को कास्टिंग के माध्यम से निजी सदस्य कार्यों तक पहुंच सकता है?

Question

इस प्रश्न की चर्चा से How is access for private variables implemented in C++ under the hood? मैंने एक भिन्नता उत्पन्न की: एक निजी डेटा सदस्य तक पहुंचने के बजाय, क्या कोई लेआउट-संगतता पर कास्टिंग और भरोसा करके निजी सदस्य कार्यों को कॉल कर सकता है?

कुछ कोड

#include <iostream> 

class X 
{ 
public: 
    X() : private_(1) { /*...*/ } 

private: 
    int Value() { return private_; } 
    int private_; 
}; 

// Nasty attempt to simulate the object layout 
// (cross your fingers and toes). 
// 
class BaitAndSwitch 
    // hopefully has the same data layout as X 
{ // so we can pass him off as one 
public: 
    int Value() { return private_; } 
private: 
    int private_; 
}; 

int f(X& x) 
{ 
    // evil laughter here 
    return (reinterpret_cast<BaitAndSwitch&>(x)).Value(); 
} 

int main() 
{ 
    X x; 
    std::cout << f(x) << "\n"; // prints 0, not 1 
    return 0; 
}; 

नोट (हर्ब सुतर की स्तंभ Uses and Abuses of Access Rights से प्रेरित): इस काम करता है (कम से कम Ideone पर)! क्या कोई नया तरीका है C++11 Standardगारंटी या कम से कम कार्यान्वयन-परिभाषित लेआउट-संगतता और reinterpret_cast/static_cast पर भरोसा करके अभिगम नियंत्रण को रोकने के लिए तरीका देता है?

EDIT1: सुतर की स्तंभ में उन्होंने दो कारण हैं जिनकी वजह से ऊपर कोड काम करने के लिए गारंटी नहीं है सूचीबद्ध करता है (हालांकि यह व्यवहार में काम करता है)

एक): Ideone

EDIT2 पर उत्पादन एक्स और बैट एंड स्विच के ऑब्जेक्ट लेआउट को होने की गारंटी नहीं है, हालांकि व्यवहार में वे शायद हमेशा होंगे।

ख) reinterpret_cast के परिणामों अपरिभाषित कर रहे हैं, हालांकि ज्यादातर compilers दूँगी आप जिस तरह से हैकर का इरादा है, जिसके परिणामस्वरूप संदर्भ का उपयोग करने का प्रयास करें।

क्या नया सी ++ 11 मानक अब इन लेआउट/reinterpret_cast गारंटी प्रदान करता है?

Answer 1

हां, आप एक प्रकार का निर्माण कर सकते हैं जो उस प्रकार के लेआउट का उपयोग करता है, जिस प्रकार से आप चोरी करने का प्रयास कर रहे हैं, फिर reinterpret_cast उस प्रकार से अपने लेआउट संगत प्रकार पर। लेकिन यह केवल मानक द्वारा संरक्षित है यदि दोनों स्रोत और गंतव्य प्रकार मानक लेआउट प्रकार हैं (और बेशक, यह वास्तव में काम करता है यदि उनके लेआउट समान हैं)। तो अगर स्रोत में वर्चुअल फ़ंक्शन हैं, तो आप खराब हो गए हैं।

ऐसा लगता है कि यहां सटर के दोनों मुद्दों को पूरा किया गया है। मानक लेआउट के नियम यह सुनिश्चित करते हैं कि दो प्रकार के मानक लेआउट दोनों एक ही क्रम में समान सदस्यों को परिभाषित करते हैं, लेआउट-संगत (सेक्शन 9.2, अनुच्छेद 17):

दो मानक-लेआउट संरचना (क्लॉज 9) प्रकार लेआउट-संगत होते हैं यदि उनके पास समान संख्या में गैर-स्थैतिक डेटा सदस्य हैं और संबंधित गैर-स्थैतिक डेटा सदस्य (घोषणा क्रम में) में लेआउट-संगत प्रकार (3.9) हैं।

और reinterpret_cast के लिए नियमों को दो मानक लेआउट प्रकार (अनुभाग 5.2.10, पैरा 7) के बीच रूपांतरण के अर्थ निर्दिष्ट करें:

एक वस्तु सूचक स्पष्ट रूप से की एक वस्तु सूचक में बदला जा सकता एक अलग प्रकार जब "पॉइंटर टू टी 1" प्रकार का एक प्रवर्तन बनाम "पॉइंटर से सीवी टी 2" प्रकार में परिवर्तित हो जाता है, तो परिणाम static_cast<cv T2*>(static_cast<cv void*>(v)) होता है यदि टी 1 और टी 2 दोनों मानक-लेआउट प्रकार (3.9) हैं और टी 2 की संरेखण आवश्यकताएं कोई कठोर नहीं हैं टी 1 की तुलना में, या यदि कोई भी प्रकार शून्य है।