问题一：父类指针比子类指针小。为什么父类指针还能强制转换为子类指针，而且子类指针还能访问子类的成员变量

问题二：父类指针强制转换为子类指针，父类指针的指向不变，子类指针指向父类指针指向的内存，那他们两个岂不是指向同一个内存区域了

C++技术网解答：

要想明白这个问题，主要在于理解指针、类型本质、类型与内存的关系以及虚函数重载实现的多态。

我们先来看一个类继承的内存模型示意图：

    三个类的继承关系如下：

class A
{
   //A的定义
}
class AA: public A
{
   //AA的定义
}
class AAA: public AA
{
   //AAA的定义
}

    前面的类继承的内存模型作为解答的基本知识，下面开始一个个的说。

    所有的指针大小都是一样的，在32位系统中，指针大小值为32位，即4字节。而在64位系统中，指针大小为64位，即8字节。所以，“父类指针比子类指针小”得描述有错误。

    在C/C++语言中，类型的强制转换太正常也太常用了。类指针也是一个普通的指针而已，和整型指针没有多大区别，区别就在于指向类型的差别。你把类当做一个数据类型看就行了。

    而将父类指针强制转换为子类指针后，代表着指针的行为将会发生变化。从内存模型中可以看出，父类占用的内存小，子类即派生类占用的内存会多些，因为子类增加了一些东西，这些东西父类是没有的。父类指针开始只能操作父类的成员变量和成员函数。当转换为子类指针后，那么父类指针此时就不是父类指针了，而完全华丽变身为子类指针。所以此时的父类指针只能说它是由父类指针变成了子类指针，不再是父类指针了。这是我们程序员以为的，实际上，父类指针被强制转换后所得的指针是子类指针，所以，子类指针能访问子类的成员变量是再自然不过了。

    这和“将子类对象地址赋值给父类指针，从而父类指针可以访问子类成员函数有本质不同”。此时的父类指针只是指向不同，指针自己的类型并没有变化，此时能够调用子类的成员函数，是因为虚函数的重载形成的多态机制，如果调用的函数不是虚函数，还不能这样使用。

    而先将指向父类对象的父类指针转为子类指针，然后再赋值给子类指针，父类指针指向不变，他们确实指向的是同一个内存区域，而且是指向的父类对象的内存。因为子类的内存结构兼容了父类，也就是与父类重叠的一部分，和父类一样的内存结构，所以此时子类指针是可以操作父类对象的，没有任何问题。

    顺带提一句，这是常见的问题。如果将指向子类对象的子类指针强制转为父类指针，然后将子类指针赋值给父类指针，此时父类指针就指向的是子类对象。此时父类指针还是可以操作子类继承父类的可以访问的函数和变量，因为父类指针类型和子类中父类的那部分内存结构一致，可以正常操作。但是此时父类指针不能操作子类新增的函数和变量，因为父类类型没有子类新增的内容，所以子类的多出的内容是父类类型没有描述的，所以父类指针在没有类型描述即没有内存描述的地方，就懵逼了。父类指针只能活动在父类描述的范围之内。如果此时你将父类指针强转为子类指针，就可以操作子类，因为子类有描述多出的内容的结构等信息。

    始终记住一点，指针是根据指针的类型来操作，不同的类类型不同，即内存布局大小等不同，然后子类的内存布局包含了父类的部分，父类指针只能活动在父类的结构的内存范围中。

    这样了解清楚后，强制转换可以随心所欲，更改了指针的类型，也就让指针获得了不同的能力。转为父类指针，相当于把指针的操作范围缩小为父类的定义范围，此时子类多出的东西无法操作。转为子类指针，相当于把指针的操作范围扩大到子类描述的范围，含子类继承的父类的部分。继承的层次越多，最后一级的子类的指针类型可以操作的范围是最大的，最开始的父类操作范围是最小的。最小范围的父类就是纯虚函数组成的基类，也就是纯虚类的接口类。这个父类不能直接使用，必须继承派生子类使用，而且每一个纯虚函数都要重载一个可用的函数。

    这个提问涉及到继承中的指针的核心问题，如果看晕了，多读几遍，慢慢理顺。