C++虚函数表实例分析

时间:2021-05-20

多态是C++面向对象程序设计的一个重要特性。以前看到虚函数觉得很神奇,为什么就能实现多态了呢。最初的时候曾设想,要实现运行时多态,应该让对象的某个部分始终指向一个固定的地址,子类继承的时候,就修改这个地址的内容。这样,父类和子类都是到同一个固定地址去读取内容,在运行时就能表现不同行为。

在看了《深度探索c++对象模型》之后,发现思路是类似的。在对象中,有一个指针指向一张虚函数表,里面按照次序存放了每一个虚函数,当子类继承的时候,即到虚函数表的指定位置去修改函数地址。当我们通过父类指针来操作一个子类的时候,调用虚函数,都是通过虚函数表+固定的偏移,这样运行期多态便实现了。

在深度《深度》这本书中,虚函数表大多放在了对象的末端,不知道现在的编译器是什么样的,因此本文就来实际做个实验测试一下。

实验环境:VC2013 Express

代码如下:

class Parent {public: int parent; Parent() : parent(10) {} virtual void a() { cout << "Parent::a()" << endl; } virtual void b() { cout << "Parent::b()" << endl; } virtual void c() { cout << "Parent::c()" << endl; }};class Child : public Parent {public: int child; Child() :child(100) {} virtual void a() { cout << "Child::a()" << endl; } virtual void b_child() { cout << "Child::b_child()" << endl; } virtual void c_child() { cout << "Child::c_child()" << endl; }};class GrandChild : public Child{public: int grandchild; GrandChild() :grandchild(1000) {} virtual void a() { cout << "GrandChild::a()" << endl; } virtual void b_child() { cout << "GrandChild::b_child()" << endl; } virtual void c_grandchild() { cout << "GrandChild::c_grandchild()" << endl; }};int main(){ typedef void(*func)(); GrandChild grandchild; int **vtable = (int **)&grandchild; for (int i = 0; (func)vtable[0][i] != nullptr; i++) { auto pfunc = (func)vtable[0][i]; cout << " ["<<i<<"] "; pfunc(); } return 0;}

结果显示如下图所示:

确实,虚函数表指针在对象起始处,并看到了对应项被覆盖。

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