探索C++虚函数
1 测试环境
各个编译器对虚函数的实现有各自区别，但原理大致相同。本文基于VS2008探索虚函数
2 测试代码
1 #pragma once 2 #include <iostream> 3 using namespace std; 4 class C1 5 { 6 public: 7 C1() 8 { 9 mem1 = 1; 10 mem2 = 2; 11 } 12 virtual void f1() 13 { 14 cout << "this is C1 f1" << endl; 15 } 16 virtual void f2() 17 { 18 cout << "this is C1 f2" << endl; 19 } 20 virtual ~C1() 21 { 22 cout << "this is C1 deconstruction" << endl; 23 } 24 int mem1; 25 int mem2; 26 }; 27 28 typedef void (*Fun)(void); 29 30 //调用虚函数 31 template<class F> 32 void CallVirtualFun(const int* p_virTableAddrPtr, const int index) 33 { 34 int funAddr = 0; //定义函数地址数值，用int取函数地址 35 int* p_funAddr = NULL; //真实虚函数地址 36 F fun = NULL; //函数指针 37 38 memcpy(&funAddr ,p_virTableAddrPtr + index, 4); //从虚函数表中取函数地址，结果保存在funAddr 39 p_funAddr = (int*)funAddr; //将函数地址数值转换为函数地址 40 fun = (F)p_funAddr; //转函数指针 41 fun(); //调用函数 42 } 43 44 void VirtualFunByOffset() 45 { 46 C1 mC1; 47 //取出类地址 48 int* p_classAddr = (int*)(&mC1); 49 //取出虚表的地址，类的前4个字节是虚表指针，首先取出虚表地址 50 int virTableAddrInt = *p_classAddr; 51 //根据虚表的地址访问虚表,虚表每一项都是函数指针，占有4个字节 52 int* p_virTableAddrPtr = (int*)virTableAddrInt; 53 54 //将虚函数地址转换为函数指针 55 CallVirtualFun<Fun>(p_virTableAddrPtr, 0); //调用虚函数表的第一个虚函数 56 CallVirtualFun<Fun>(p_virTableAddrPtr, 1); //调用虚函数表的第二个虚函数 57 };
3 类对象
3.1 虚函数表总是在类对象的起始位置
3.2 虚函数表中函数位置与声明顺序相关
声明虚虚构，看出虚析构函数在虚函数表中第一个位置
将虚析构挪到末尾处声明，看出虚析构在虚函数表末尾位置
3.3 类对象模型
以C1为例，构建对象模型，如下图所示：
- 类对象的最前面为指向虚表的指针（4个字节）
- 虚表的每一项对应类声明的虚函数指针（4个字节），因此，获取虚表的起始地址后，可以根据偏移获取到各个虚函数地址
- 虚函数的指针指向虚函数，只要知道虚函数的格式（声明），就可以调用对应的虚函数
4 代码调试访问虚表
本册测试结构为
首先创建一个类对象，通过类起始地址获取得到类的前4个字节，即虚表地址。
拿到虚表地址后，查看虚表。函数指针每4个字节为1个单位，下面的虚表地址下共有3个虚函数，虚表以0结束。
取得虚表的第一个函数，这里是C1::f1，地址是00 0a 10 c3，访问该地址。并将该地址转换为函数指针：
调用后进入函数体
