未加星标

C++类中虚表的详细讲解

字体大小 | |
[系统(linux) 所属分类 系统(linux) | 发布者 店小二03 | 时间 20161001 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

  C++类中的虚表结构是C++对象模型中一个重要的知识点,这里咱们就来深入分析下虚表的在内存中的结构。

  C++一个类中有虚函数的话就会有一个虚表指针,其指向对应的虚表,一般一个类只会有一个虚表,每个虚表有多个”插槽”,每个插槽存放一个虚函数的地址。插槽中的内容可以被覆盖,子类如果重写了父类中的虚函数,则插槽中对应位置的数据被覆盖。虚表存放的是虚函数地址,不管该虚函数是public还是private的。光文字说明不太形象,下面上一张虚表结构的示例图:

C++类中虚表的详细讲解

  从图中看出,虚表指针确实是指向虚表结构的,这个虚表结构中有许多插槽,每个插槽都会指向一个虚函数。那么如何用程序来测试呢,请接着看:

#include <iostream>
#include <cstdio>

using namespace std;

class Base {
public:
virtual void test() {
cout << "Base.text()" << endl;
}
public:
int a;
};
class Derived : public Base {
public:
virtual void test() {
cout << "Derived.test()" << endl;
}
public:
int b;
};

typedef void (*PFunc)();

int main() {
Derived derived;
PFunc ptest; // 函数指针
// 输出derived及其成员a/b的地址
printf("derived: %p\n", &derived);
printf("derived.a: %p\n", &(derived.a));
printf("derived.b: %p\n", &(derived.b));
// 提取出test虚函数地址
int *p = (int *)*(int *)(&derived);
ptest = (PFunc)*p;
ptest();
return 0;
}

输出结果:

C++类中虚表的详细讲解

  注意,程序是在CentOS 7 64位系统下进行测试的。程序中直接提取出test虚函数地址,然后进行调用,发现调用的确实是Derived.test函数,这也说明了虚表结构的内存布局。

关于虚表几个有意思的问题

虚表指针什么时候赋值的?

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{
public:
Base() {
cout << "Base()" << endl;
show();
int *p = &b;
cout << "Base::b: " << p << endl;
p = (int *)((char *)p - 8);
cout << "Base::vptr: " << *p << endl;
// Base中虚函数地址
cout << "*Base::vptr: " << *(int *)*p << endl;
cout << endl;
}
virtual void show() {
cout << "Base::show()" << endl;
}
public:
int b;
};
class Derived : public Base
{
public:
Derived()
{
cout << "Derived()" << endl;
show();
int *p = &b;
cout << "Derived::b: " << p << endl;
p = (int *)((char *)p - 8);
cout << "Derived::vptr: " << *p << endl;
// Derived中虚函数地址
cout << "*Derived::vptr: " << *(int *)*p << endl;
cout << endl;
}
virtual void show() {
cout << "Derived::show()" << endl;
}
private:
int d;
};
int main(int argc, char **argv)
{
Base base;
Derived derived;
return 0;
}

从输出结果中可以得出,子类在构造过程中虚表指针会被赋值2次。初始化如下:

  基类静态成员 – 子类静态成员 – (设置v_ptr/基类成员变量 ) –基类构造函数 – (设置v_ptr/子类成员变量) – 子类构造函数

在类的析构函数中是否对虚表指针进行赋值操作呢?

  在子类的析构函数中,会把虚表指针设置为指向父类中的虚函数地址,这样在父类的析构函数中调用虚函数实际上调用的是父类的虚函数,不过一般不这样做。如何进行测试呢,按照上个问题的测试代码,然后稍微改动一下就可以测试了。

参考:

  1、深入理解C++对象模型 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-10/1357644.htm

  2、《深度探索C++对象模型》 PDF 下载见 http://www.codesec.net/Linux/2012-03/56159.htm

本文地址:http://www.codesec.net/Linux/2016-10/135763.htm


C++类中虚表的详细讲解

本文系统(linux)相关术语:linux系统 鸟哥的linux私房菜 linux命令大全 linux操作系统

主题: C++Linux数据探索变量
分页:12
转载请注明
本文标题:C++类中虚表的详细讲解
本站链接:http://www.codesec.net/view/483426.html
分享请点击:


1.凡CodeSecTeam转载的文章,均出自其它媒体或其他官网介绍,目的在于传递更多的信息,并不代表本站赞同其观点和其真实性负责;
2.转载的文章仅代表原创作者观点,与本站无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,本站对该文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性,不作出任何保证或承若;
3.如本站转载稿涉及版权等问题,请作者及时联系本站,我们会及时处理。
登录后可拥有收藏文章、关注作者等权限...
技术大类 技术大类 | 系统(linux) | 评论(0) | 阅读(22)