虚函数表的研究
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 中截取:
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表
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的 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