C++ 虚函数表解析

前言

C++关于虚函数的使用方法，我在这里不做过多的阐述。大家可以看看相关的C++当然，相同的文章在网上也出现过一些了，但我总感觉这些文章不是很容易阅读，大段大段的代码，没有图片，没有详细的说明，没有比较，没有举一反三。不利于学习和阅读，所以这是我想写下这篇文章的原因。也希望大家多给我提意见。

了解的人都应该知道虚函数（Virtual Function。在这个表中，主是要一个类的虚函数的地址表，这张表解决了继承、覆盖的问题，保证其容真实反应实际的函数。这样，在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中，所以，当我们用父类的指针来操作一个子类的时候，这张虚函数表就显得由为重要了，它就像一个地图一样，指明了实际所应该调用的函数。

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。

假设我们有这样的一个类：

class Base {
public:
virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }

};

下面是实际例程：

typedef void(*Fun)(void);

Base b;

Fun pFun = NULL;

cout << "虚函数表地址：" << (int*)(&b) << endl;
cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)(&b)
<< endl;

// Invoke the first virtual function
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b));
pFun();

虚函数表 — 转成int
*强制转成了函数指针）。通过这个示例，我们就可以知道如果要调用Base::g()这个时候你应该懂了吧。什么？还是有点晕。也是，这样的代码看着太乱了。没问题，让我画个图解释一下。如下所示：

[align=center]”一样，其标志了虚函数表的结束。这个结束标志的值在不同的编译器下是不同的。在WinXP+VS2003下，这个值是如果1下面，我将分别说明“无覆盖”和“有覆盖”时的虚函数表的样子。没有覆盖父类的虚函数是毫无意义的。我之所以要讲述没有覆盖的情况，主要目的是为了给一个对比。在比较之下，我们可以更加清楚地知道其内部的具体实现。[/align]

一般继承（无虚函数覆盖）

对于实例：Derive d; 1）父类的虚函数在子类的虚函数前面。

为了让大家看到被继承过后的效果，在这个类的设计中，我只覆盖了父类的一个函数：f()1）2）由b函数地址所取代，于是在实际调用发生时，是Derive::f()对于子类实例中的虚函数表，是下面这个样子：



下面我们再来看看，如果发生虚函数覆盖的情况。

下面是对于子类实例中的虚函数表的图：

[align=center] [/align]



了。如：

Derive d;
Base1 *b1 = &d;
Base2 *b2 = &d;
Base3 *b3 = &d;
b1->f(); //Derive::f()
b2->f(); //Derive::f()
b3->f(); //Derive::f()

b1->g(); //Base1::g()
b2->g(); //Base2::g()
b3->g(); //Base3::g()

安全性

。这篇文章也不例外。通过上面的讲述，相信我们对虚函数表有一个比较细致的了解了。水可载舟，亦可覆舟。下面，让我们来看看我们可以用虚函数表来干点什么坏事吧。

的虚表中有Derive语义的行为。（关于这方面的尝试，通过阅读后面附录的代码，相信你可以做到这一点）

另外，如果父类的虚函数是private的虚函数同样会存在于虚函数表中，所以，我们同样可以使用访问虚函数表的方式来访问这些non-public这门语言是一门Magic中那些危险的东西。不然，这是一种搬起石头砸自己脚的编程语言。

，Ajax是：haoel@hotmail.com

附录一：VC中查看虚函数表

环境中的Debug<span lang="ZH-CN" times="" new=""
roman';="" mso-hansi-font-family:="" 'times="" roman'"="" style="padding: 0px; margin: 0px; font-family: 宋体;">状态下展开类的实例就可以看到虚函数表了（并不是很完整的）

附录 二：例程

<span lang="ZH-CN" times="" new="" roman';="" mso-hansi-font-family:="" 'times="" roman'"="" style="padding: 0px; margin: 0px; font-family: 宋体;">下面是一个关于多重继承的虚函数表访问的例程：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base1 {
public:
virtual void f() { cout << "Base1::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base1::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base1::h" << endl; }

};

class Base2 {
public:
virtual void f() { cout << "Base2::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base2::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base2::h" << endl; }
};

class Base3 {
public:
virtual void f() { cout << "Base3::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base3::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base3::h" << endl; }
};

class Derive : public Base1, public Base2, public Base3 {
public:
virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; }
virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; }
};

typedef void(*Fun)(void);

int main()
{
Fun pFun = NULL;

Derive d;
int** pVtab = (int**)&d;

//Base1's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+0);
pFun = (Fun)pVtab[0][0];
pFun();

//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+1);
pFun = (Fun)pVtab[0][1];
pFun();

//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+2);
pFun = (Fun)pVtab[0][2];
pFun();

//Derive's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+3);
pFun = (Fun)pVtab[0][3];
pFun();

//The tail of the vtable
pFun = (Fun)pVtab[0][4];
cout<<pFun<<endl;

//Base2's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+0);
pFun = (Fun)pVtab[1][0];
pFun();

//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+1);
pFun = (Fun)pVtab[1][1];
pFun();

pFun = (Fun)pVtab[1][2];
pFun();

//The tail of the vtable
pFun = (Fun)pVtab[1][3];
cout<<pFun<<endl;

//Base3's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+0);
pFun = (Fun)pVtab[2][0];
pFun();

//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+1);
pFun = (Fun)pVtab[2][1];
pFun();

pFun = (Fun)pVtab[2][2];
pFun();

//The tail of the vtable
pFun = (Fun)pVtab[2][3];
cout<<pFun<<endl;

return 0;
}