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我理解的C++虚函数表

今天拜读了陈皓的C++ 虚函数表解析的文章,感觉对C++的继承和多态又有了点认识,这里写下自己的理解。如果哪里不对的,欢迎指正。如果对于C++虚函数表还没了解的话,请先拜读下陈皓的C++ 虚函数表解析的文章,不然我写的可能你看不懂。

以前一直对于c++多态感觉很神奇,从书上看,多态就是在构造子类对象的时候,通过虚函数,利用父类指针,来调用子类真正的函数。这个解释是正确的,但是它是怎么实现的呢,一直再猜想。以前也知道有虚函数表这件事,也没有仔细理解是什么东东。今天仔细读了陈皓的文章,才明白C++多态的原理。这里说说我的理解:

 先附上我写的一段简单代码:

  1 #include <iostream>  2 using namespace std;  3   4 class Base{  5 public:  6     virtual void f() { cout << "Base::f()" << endl;}  7     virtual void g() { cout << "Base::g()" << endl;}  8 };  9 class Derive : public Base { 10 public: 11     virtual void f() { cout << "Devive::f()" << endl;} 12     virtual void f1() { cout << "Devive::f1()" << endl;} 13     virtual void g1() { cout << "Devive::g1()" << endl;} 14 }; 15 typedef void (*Fun)(void); 16  17 int main() 18 { 19     Fun pFun = NULL; 20  21     Base b; 22     cout << "virtual table address: " << (int*)(&b) << endl; 23     cout << "first virtual function address: " << (int*)*(int*)(&b) << endl; 24     pFun = (Fun)(*(int*)*(int*)(&b)); 25     pFun(); 26     pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+1); 27     pFun(); 28  29     cout << "*********" << endl; 30  31     Derive d; 32     cout << "virtual table address: " << (int*)(&d) << endl; 33     cout << "first virtual function address: " << (int*)*(int*)(&d) << endl; 34     pFun = (Fun)(*(int*)*(int*)(&d)); 35     pFun(); 36     pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+1); 37     pFun(); 38     pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+2); 39     pFun(); 40     pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+3); 41     pFun(); 42 

 

 输出结果:

virtual table address: 0xbfd268f8
first virtual function address: 0x8048b90
Base::f()
Base::g()
*********
virtual table address: 0xbfd268f4
first virtual function address: 0x8048b78
Devive::f()
Base::g()
Devive::f1()
Devive::g1()

理解1:首先你想要实现多态就必须通过虚函数,如果第6行我们改为 void f() { cout << "f" << endl;}, 那么顾名思义这个f()函 数就不会进入虚函数表中,也就没有多态之说了

 

理解2:在32位系统和64位系统下,取得虚函数表里的函数的方法还有所不同,再32位系统下,如程序那样取就行,而在64位系统下,取得第二个函数(Fun)*((int*)*(int*)(&d+2),第三个函数(Fun)*((int*)*(int*)(&d+4)....

 

理解3:对于程序清单里,我们分别输出类 Base和类Derive的v-table的地址和第一个虚函数的地址,我们发现,他们地址根本不一样,所以说,C++会为每一个类都分配一个virtual table

 

理解4:在理解了虚函数表的结构后,我觉得多态的函数调用,是跟子类的虚函数表有关的,可以说是跟子类没有直接关系的(我以前觉得多态函数的调用是先去父类的函数中找这个函数,然后在这个子类中找同样的函数调用它,现在想来真是2到渣的节奏)

附几张图,来说明这个调用关系

说明一下,父类a的函数分别是virtual void f(),virtual void g(),virtual void h()

     子类b的函数分别是virtual void f1(), virtual void g1(), virtual void h1()

     子类c的函数分别是virtual void f(), virtual void g1(), virtual void h1()

类a.只有父类时

 

类b.有子类继承,但是没有函数的重载

 

类c.有子类继承,有函数重载

 

如:我们调用

Derive c;

Base *p_base = &c;

p_base->f();

这里的调用过程是,在类C虚函数表中查找到Base类的f()的地址【虚函数表内函数的存放顺序是,先放父类的虚函数,然后再存放子类的虚函数】,然后在该地址处取得存放的真正的函的地址,即是子类的函数,故调用的是子类的函数

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