虚函数杂记

　　在之前的一篇博文C++中的虚函数表是什么时期建立的？，我们知道虚函数表在编译期间就生成了，但是它被放置在可执行文件的什么地方呢？

虚函数表放置位置

　　为了解决这个问题，我们先来看下C++对象模型。

　　在C++对象模型中，nonstatic data members被配置于每一个class object中，static data members则被存放在个别的class object之外。static和nonstatic function members也被放在个别的class object之外。virtual functions则以两个步骤支持之：

　　1. 每一个class产生出一堆指向virtual functions的指针，放在表格之中。这个表格被称为virtual table (vtbl)。

　　2. 每一个class object被安插一个指针，指向相关的virtual table。通常这个指针被称为vptr。vptr的设定（setting）和重置（resetting）都由每一个class的constructor、destructor和copy assignment运算符自动完成。每一个class所关联的type_info object（用以支持runtime type identification, RTTI）也经由virtual talbe被指出来，通常放在表格的第一个slot。

　　我们以一个程序来说明C++对象模型：

class Point
{
public:
Point(float xval);
virtual ~Point();

float x() const;
static int PointCount();

protected:
virtual ostream& print(ostream &os) const;
float x;
static int _point_count;
}

　　其对应的对象模型为：

　　

#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;
}

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参考资料

　　《深入探索C++对象模型》