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  • C++虚函数与虚函数表

    多态性可分为两类:静态多态和动态多态。函数重载和运算符重载实现的多态属于静态多态,动态多态性是通过虚函数实现的。

    每个含有虚函数的类有一张虚函数表(vtbl),表中每一项是一个虚函数的地址, 也就是说,虚函数表的每一项是一个虚函数的指针。

    没有虚函数的C++类,是不会有虚函数表的。

    两张图:


    简单例子:

    复制代码
     1 #include <iostream>
     2 #include <windows.h>
     3 
     4 using namespace std;
     5 
     6 class base
     7 {
     8     virtual void f(){cout<<"base::f"<<endl;};
     9     virtual void g(){cout<<"base::g"<<endl;};
    10     virtual void h(){cout<<"base::h"<<endl;};
    11 };
    12 
    13 typedef void (*pfun)();
    14 
    15 void main()
    16 {
    17     DWORD w=0x4011e0; //虚函数表第一项的内容,也就是第一个虚函数的地址
    18 
    19     pfun fun=NULL;
    20     base b;
    21     base *pbase=&b;
    22 
    23     fun=(pfun)w;
    24     fun();    //调用第一个虚函数
    25 }
    复制代码

    查看对象b在内存中:

    查看虚函数表:

     虚函数表的指针4个字节大小(vptr),存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证取到虚函数表的有最高的性能——如果有多层继承或是多重继承的情况下)。这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调用相应的函数。

    虚函数表的结束标志在不同的编译器下是不同的。在VC6.0下,这个值是NULL,如图:


    另一个例子:

    复制代码
     1 #include <iostream>
     2 
     3 using namespace std;
     4 
     5 class base
     6 {
     7     virtual void f(){cout<<"base::f"<<endl;};
     8     virtual void g(){cout<<"base::g"<<endl;};
     9     virtual void h(){cout<<"base::h"<<endl;};
    10 };
    11 
    12 class Derive : public base
    13 {
    14     
    15 public:
    16     Derive(){};
    17     virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; }    
    18     virtual void g() { cout << "Derive::g" << endl; }
    19     
    20 };
    21 
    22 typedef void(*pfun)();
    23 
    24 void main()
    25 {
    26     pfun fun=NULL;
    27     Derive d;
    28     base *p=&d;
    29 
    30     fun=(pfun)**((int**)p);
    31     fun();    //调用第一个虚函数
    32 
    33     fun=(pfun)*(*((int**)p)+2);
    34     fun();    //调用第三个函数
    35 
    36 }
    复制代码

    查看对象d在内存中:


    多重继承:

       有几个父类,就有几个vtab和vptr

    代码:

    复制代码
      1 #include <iostream>
      2  
      3 using namespace std;
      4  
      5 class Base1 {
      6  
      7 public:
      8  
      9             virtual void f() { cout << "Base1::f" << endl; }
     10  
     11             virtual void g() { cout << "Base1::g" << endl; }
     12  
     13             virtual void h() { cout << "Base1::h" << endl; }
     14  
     15  
     16  
     17 };
     18  
     19 class Base2 {
     20  
     21 public:
     22  
     23             virtual void f() { cout << "Base2::f" << endl; }
     24  
     25             virtual void g() { cout << "Base2::g" << endl; }
     26  
     27             virtual void h() { cout << "Base2::h" << endl; }
     28  
     29 };
     30  
     31  
     32 class Base3 {
     33  
     34 public:
     35  
     36             virtual void f() { cout << "Base3::f" << endl; }
     37  
     38             virtual void g() { cout << "Base3::g" << endl; }
     39  
     40             virtual void h() { cout << "Base3::h" << endl; }
     41  
     42 };
     43  
     44  
     45 class Derive : public Base1, public Base2, public Base3 {
     46  
     47 public:
     48  
     49             virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; }
     50  
     51             virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; }
     52  
     53 };
     54  
     55  
     56 typedef void(*Fun)(void);
     57  
     58 int main() 
     59 
     60 {
     61  
     62             Fun pFun = NULL;
     63  
     64             Derive d;
     65  
     66             int** pVtab = (int**)&d;
     67  
     68             //Base1's vtable
     69  
     70             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+0);
     71  
     72             pFun = (Fun)pVtab[0][0];
     73  
     74             pFun();
     75  
     76 
     77             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+1);
     78  
     79             pFun = (Fun)pVtab[0][1];
     80  
     81             pFun();
     82  
     83 
     84             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+2);
     85  
     86             pFun = (Fun)pVtab[0][2];
     87  
     88             pFun();
     89  
     90 
     91             //Derive's vtable
     92  
     93             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+3);
     94  
     95             pFun = (Fun)pVtab[0][3];
     96  
     97             pFun();
     98  
     99  
    100             //The tail of the vtable
    101  
    102             pFun = (Fun)pVtab[0][4];
    103  
    104             cout<<pFun<<endl;
    105  
    106  
    107             //Base2's vtable
    108  
    109             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+0);
    110  
    111             pFun = (Fun)pVtab[1][0];
    112  
    113             pFun();
    114  
    115  
    116             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+1);
    117  
    118             pFun = (Fun)pVtab[1][1];
    119  
    120             pFun();
    121  
    122 
    123             pFun = (Fun)pVtab[1][2];
    124  
    125             pFun(); 
    126 
    127  
    128             //The tail of the vtable
    129  
    130             pFun = (Fun)pVtab[1][3];
    131  
    132             cout<<pFun<<endl;
    133  
    134  
    135             //Base3's vtable
    136  
    137             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+0);
    138  
    139             pFun = (Fun)pVtab[2][0];
    140  
    141             pFun();
    142  
    143  
    144             //pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+1);
    145  
    146             pFun = (Fun)pVtab[2][1];
    147  
    148             pFun();
    149  
    150  
    151             pFun = (Fun)pVtab[2][2];
    152  
    153             pFun(); 
    154 
    155  
    156             //The tail of the vtable
    157  
    158             pFun = (Fun)pVtab[2][3];
    159  
    160             cout<<pFun<<endl;
    161  
    162  
    163             cout<<sizeof(d)<<endl;
    164 
    165             return 0;
    166  
    167 }
    复制代码
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/li-hao/p/3816210.html
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