1.多重继承的虚函数表
代码:
#include <iostream>
using namespace std;
//基类1
class Base1
{
public:
virtual void f()
{
cout << "base1::f()" << endl;
}
virtual void g()
{
cout << "base1::g()" << endl;
}
};
//基类2
class Base2
{
public:
virtual void h()
{
cout << "base2::h()" << endl;
}
virtual void i()
{
cout << "base2::i()" << endl;
}
};
//子类
class Derived :public Base1, public Base2
{
public:
virtual void f() //覆盖父类1的虚函数
{
cout << "derived::f()" << endl;
}
virtual void i() //覆盖父类2的虚函数
{
cout << "derived::i()" << endl;
}
//如下三个是子类自己的虚函数
virtual void mh()
{
cout << "derived::mh()" << endl;
}
virtual void mi()
{
cout << "derived::mi()" << endl;
}
virtual void mj()
{
cout << "derived::mj()" << endl;
}
};
int main()
{
cout << sizeof(Base1) << endl;
cout << sizeof(Base2) << endl;
cout << sizeof(Derived) << endl;
Derived ins;
Base1 &b1 = ins; //多态
Base2 &b2 = ins;
Derived &d = ins;
typedef void(*Func)(void);
long *pderived1 = (long *)(&ins);
long *vptr1 = (long *)(*pderived1); //取第一个虚函数表指针。
long *pderived2 = pderived1 + 1; //跳过4字节
long *vptr2 = (long *)(*pderived2); //取第二个虚函数表指针。
Func f1 = (Func)vptr1[0];//Derived::f(void)}
Func f2 = (Func)vptr1[1];//Base1::g(void)}
Func f3 = (Func)vptr1[2];//Derived::mh(void)}
Func f4 = (Func)vptr1[3];//Derived::mi(void)}
Func f5 = (Func)vptr1[4];//Derived::mj(void)}
Func f6 = (Func)vptr1[5]; //非正常
Func f11 = (Func)vptr2[0]; //Base2::h(void)}
Func f22 = (Func)vptr2[1]; //Derived::i(void)}
Func f33 = (Func)vptr2[2]; //非正常
b1.f();
b2.i();
d.f();
d.i();
d.mh();
d.g();
//----------------
cout << "-----------------" << endl;
f1();
f2();
f3();
f4();
f5();
cout << "-------------" << endl;
f11();
f22();
return 1;
}
VS2017下结果:
Linux下g++编译器下结果:
解释:
(1)两个基类Base1,Base2在产生对象的时候,各自有一个虚函数表指针,所以均为4个字节,而子类继承了两个类,有两个虚函数表指针,所以有8个字节;
(2)“long *pderived2 = pderived1 + 1;”中+1加的是指针的大小,在VS2017中给指针+1跳4个字节,在Linux下给指针+1跳8个字节;
(3)下面对对象b1,b2,d中函数的调用都是对子类对象函数的调用,f(),i()都覆盖了基类的函数,所以b1.f(),和b2.i()都是调用子类覆盖之后的函数
(4)一个对象,如果它的类有多个基类则有多个虚函数表指针(注意是两个虚函数表指针,而不是两个虚函数表);
在多继承中,对应各个基类的vptr按继承顺序依次放置在类的内存空间中,且子类与第一个基类共用一个vptr(第二个基类有自己的vptr);
(5)VS2017中第一个虚函数表中没有子类覆盖了Base2中的虚函数i(),而在Linux的g++编译器下有子类中定义的所有虚函数,不管它继承自哪个基类
(6)对应于VS2017结果的图:
<1>子类对象ins有里那个虚函数表指针,vptr1,vptr2
<2>类Derived有两个虚函数表,因为它继承自两个基类;
<3>子类和第一个基类公用一个vptr(因为vptr指向一个虚函数表,所以也可以说子类和第一个基类共用一个虚函数表vtbl),
因为我们注意到了类Derived的虚函数表1里边的5个函数,而g()正好是base1里边的函数。
<4>子类中的虚函数覆盖了父类中的同名虚函数。比如derived::f(),derived::i();
2.查看虚函数表的辅助工具
VS下:
(1)打开VS 2017开发人员命令提示符
(2)进入项目所在文件夹
从这里打开查看项目文件所在路径
比如我的在F盘,
<1>在命令界面先输入F:来进入F盘
<2>再输入命令 cd 上一步的路径
(3)用cl.exe(编译链接工具)打开test1.cpp
输入上述命令
注意cl中是字母l,d1中是数字1
后面两个分别是你想查看的类以及类所在的cpp文件
(4)出现这样的结果进行分析即可
3.vptr和vtbl的创建时机
(1)vptr(虚函数表指针)什么时候创建出来的?
vptr跟着对象走,所以对象什么时候创建出来,vptr就什么时候创建出来,即运行的时候创建;
实际上,对于这种有虚函数的类,在编译的时候,编译器会往相关的构造函数中增加为vptr赋值的代码,这是在编译期间编译器为构造函数增加的。这属于编译器默默为我们做的事,我们并不清楚。当程序运行的时候,遇到创建对象的代码,执行对象的构造函数,那么这个构造函数里有 给对象的vptr(成员变量)赋值的语句,自然这个对象的vptr就被赋值了;
(2)虚函数表是什么时候创建的?
实际上,虚函数表是编译器在编译期间(不是运行期间)就为每个类确定好了对应的虚函数表vtbl的内容(编译期间就生成了存放虚函数表的目标文件)
然后也是在编译器期间在相应的类构造函数中添加给vptr赋值的代码,这样程序运行的时候,当运行到成成类对象的代码时,会调用类的构造函数,执行到类的构造函数中的 给vptr赋值的代码,这样这个类对象的vptr(虚函数表指针)就有值了;
虚函数执行的内存分析:
创建的A对象指针obj指向堆中new出来的对象,
该对象中有虚函数表指针指向虚函数表首地址,
虚函数表中存放着指向代码段的中对应虚函数的首地址