虚函数表剖析

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了虚函数表剖析前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

函数表的研究

有如下四个类定义:

class base

{

public:

virtual void fun1();

virtual void fun2();

virtual void fun3();

virtual void fun5();

};

class a:public base

{

public:

void fun1();

virtual void fun4();

};

class b:public base

{

public:

void fun1();

};

class d:public a

{

};

下面分析一下各类实例初始化时,虚函数表的结构。

有如下定义:

base vbase;

a va;

b vb;

d vd;

首先,这四个类是在一个继承链中,他们各有一个虚函数表(因为他们之中都存在虚函数)。

以下是各类实例的虚函数表地址:
vbase
0x0046f064(vbase 的虚函数表占 20 字节 )

Va 0x0046f078(va 的虚函数表占 24 字节 )

Vb 0x0046f090(vb 的虚函数表占 20 字节 )

Vd 0x0046f0a4(vd 的虚函数表占 24 字节 )

其次,虚函数表中的元素,都是函数指针,每个元素占 4 字节。

依次类推, vbase 中有 5 个虚函数 va 中有 6 个, vb 中有 5 个, vd 中有 6 个。

但是实际上的数量应该是, 4 5 4 5

为什么会引起这种现象,来看一下虚函数表中到底存了些什么数据,以下是实际结果, vc 截取

Vbase 0x004010af 0x00401032 0x0040112c 0x004010a5 0x00000000

Va 0x00401190 0x00401032 0x0040112c 0x004010a5 0x00401186 0x00000000

Vb 0x0040118b 0x00401032 0x0040112c 0x004010a5 0x00000000

Vd 0x00401190 0x00401032 0x0040112c 0x004010a5 0x00401186 0x00000000

看一下这些值指向的是什么函数

0x004010af base::fun1()

0x00401032 base::fun2();

0x0040112c base::fun3();

0x004010a5 base::fun5();

0x00401186 a::fun4();

0x00401190 a::fun1();

0x0040118b b::fun1();

文字替换一下,很容易得出结论:

1、 每个类的虚函数表结尾会有一空元素,标示此表的结束。

2、 每个类都有一张独立的虚函数

3、 子类继承父类,会新建一张虚函数表,并将父类的虚函数表拷贝过来。如果改写了虚函数,则将自己的表中元素相应改写,指向被改写的函数

4、 类的多个实例会共享类的虚函数表。

例如:

base* b1 = new base();
base* b2 = new base();
base* b3 = new base();

b2和b3的虚函数表指针的值将于b1相同。


扩展:

看一下如下的实现:

Base* pbase=new a;

pbase->fun1();

此时是以基类指针调用 fun1 ,如果 fun1 是普通函数,毫无疑问,应该调用 base::fun1 。但 fun1 为虚函数,存在于虚函数表中,在 new a 的时候, new 的是 a 对象及其虚函数表,所以,调用的是 a::fun1 。这就是虚函数的妙用。

多重继承中,虚函数表的研究:

以上代码展示了一个简单的多重继承例子。


看一下实际内存数据:
1、
MyIH的内存首地址为0x0012ff50(通过监视& MyIH得到

2、MyIH有两张虚函数表,则它的头8个字节是虚函数表地址:2c 78 41 00 1c 78 41 00。

则两张表的实际地址为:0x0041782c和0x0041781c。

3、 0x0041782c中的数据:49 12 41 00 58 12 41 00 00 00 00 00

分析得到:

0x00411249:b1f1的地址

0x00411258:b1f2的地址

0x00000000:结束标示符

4、 0x0041781c中的数据:3c 10 41 00 2d 10 41 00 00 00 00 00

分析得到:

0x0041103c:b2f1的地址

0x0041102d:b2f2的地址

0x00000000:结束标示符

得出结论:

对于对象MyIH

1、有两张虚函数表,分别从base1和base2继承

2、两张表的顺序,遵循类定义中的继承先后顺序,即第一张表是继承于base1的,第二张表继承于base2

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