顛覆你對方法調用的看法！

注意：如果你是一個初學者，對實例方法，虛方法的調用還不太清楚，強烈建議你不要閱讀本文，因為這里面的代碼會讓你完全崩潰掉。

         如果你對實例方法，虛方法的運行機制已經了如指掌，並且，對方法和對象的內存布局也心中有數，那么本文可能會顛覆你以前對他們的認識。

         閱讀本文的最佳方式就是親自演練一下，如果看完之后有疑惑，那么是正常的，但是稍加思考就會想明白。

 

我說，string變量可以直接引用一個object對象！

我說，派生類型的變量可以直接引用基類型的對象！

你會說，老兄，別開玩笑了，派生類型怎么可以指向一個基類型的對象呢！

 

我會讓你見證一下奇跡，並在文章的結尾再給你一個更加不可思議的例子。

 

首先，請看下面的代碼：

    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");
        }
    }

毫無疑問，在運行時一定會拋出一個異常，因為Base對象無法轉換為Derived對象。

 

但是，現在，我就想讓d指向Base對象，並且可以調用Base中的Print方法，該怎么做呢？

 

用FiledOffset可以做到這一點,但首先需要定義一個叫做Manager的類，里面包含兩個實例字段，一個為Derived，一個為Base。如下：

    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    class Manager {
        [FieldOffset(0)]
        public  Base b = new Base();

        [FieldOffset(0)]
        public Derived derived;
    }

現在，通過為b和derived都指定了相同的偏移，所以，b和derived都指向了同一個對象，Base對象。

由於derived現在指向了Base對象，那么如果我調用d.Print方法，調用的是Base的Printf還是Derived的Print方法，還是拋出一個異常。請看如下代碼：

    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Manager m = new Manager();
            m.derived.Print();
            Console.Read();
        }
    }

運行上面代碼，會輸出什么呢？

答案是，“In Derived”。

 

這很不可思議，因為derived指向的是Base對象，現在調用的確實Derived的方法。想要了解原因，請看下圖：

這里，盡管derived指向的是一個Base對象，但是，CLR發現Print是一個非虛方法，所以CLR並不關心derived變量指向什么對象，CLR根據derived變量的類型來調用Print方法，這里derived是一個Derived類型，所以CLR會調用Derived中的Print，最終輸出In Derived。

 

第二個例子：

下面的這個例子也很不可思議，同樣會顛覆你傳統的觀點。

讓我們將上面的print方法改為virtual方法，最終如下:

 [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");
        }
    }

現在，運行如下測試代碼：

    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Manager m = new Manager();
            m.derived.Print();
            Console.Read();
        }
    }
        

 

這次結果會是什么呢？強烈建議你自己思考答案。

結果是，In Base！

是不是及其不可思議！為了更清楚的理解原因，請看下圖：

 

 

 

這里，盡管derived指向的是Base對象，但是，當CLR看到derived.Print這行代碼時，由於Print是虛方法，所以CLR會查看derived所指向的Base對象。

CLR發現Base對象里的type object pointer指向一個Base type object，於是就調用Base Type object中的Print方法，所以最終會輸出InBase。

 

 總結：

沒有總結可不好。

本質上，子類型是不能引用父類型對象的。但是，我們可以通過FieldOffset繞過這一限制。通過子類型的變量來調用父對象的方法，這很是不可思議，但更不思議的是，當子類型的變量指向父對象時，竟然可以調用子方法！

那么上面的本質是什么呢？當CLR調用一個非虛方法時，不會關心變量具體指向的是什么，因為CLR此時是通過變量的類型來調用方法。如果方法時虛方法，那么CLR為了實現多態，需要查看這個變量指向的是什么對象，然后在通過對象的type object pointer找到對應的Type Object，然后調用Type Object中的方法。

 

 

 

修改：

 

這篇文章的評論無非有兩種，一種是在方法的調用上，一個是在字段的調用上。還有一些表示看不懂的，抱歉，這可能是我表達的不是很清楚。

首先，方法的調用和實例字段的調用是完全不一樣的，注意，我這里說的是實例字段，至於為什么，因為實例字段和方法根本就存在不同的地方，其次，CLR調用方法看的是方法表，而調用字段看的是字段的偏移量，不可相提並論。

 

1.實例字段的調用

首先，請看下面的例子，我保證，這里的結果一定出乎你的意料。

  class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Manager m = new Manager();
            Console.WriteLine(m.b.A);
            Console.WriteLine(m.derived.A);
            Console.WriteLine(m.derived.B); //你覺得這個輸出會是什么？
       
            Console.Read();
        }
    }
    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    class Manager {
        [FieldOffset(0)]
        public Base b = new Base();

        [FieldOffset(0)]
        public Derived derived;
    }

    class Base {
        public int A = 65537;
        public void Print() {
            Console.WriteLine("in base");
        }
    }
    //注意這里沒有了繼承關系，一樣也可以通過
    class Derived {
        public short A = 2;
        public short B = 2;
        public void Print() {
            Console.WriteLine("in derived");
        }
    }
復制代碼

 

你能猜出，結果是什么么？如果猜對了，后面的可以完全跳過。

答案分別是：65537,1,1

之所以會出現這個結果，是因為我舉了一個非常非常特殊的數65537，他是short的最大值+1。至於為什么舉這個數，后面會說。

原理：

 

 

當調用manager.b.A時，取得就是65537。我想這不用多說。

當調用manager.derived.A時，取得就是字段的前兩個字節，由於我們存的是65537，他比short的最大值大1，所以，前兩個字的二進制都是1，所以當你調用manager.derived.A時，值就是65536！！！

當調用manager.derived.B時，取得就是后兩個字節的值，后兩個字節的二進制只是一個1，所以，這里的結果是1。

本質：調用實例字段的本質是根據偏移量來取值。