c++对象模型之虚函数

1.虚函数表指针位置

• 一个类有虚函数，则这个类就会有一个虚函数表
• 该类对象里会有一个虚函数表指针，指向虚函数表的起始地址

位置：虚函数表指针的位置取决于编译器，可能在对象内存开头，也可能在末尾，需要经过测试。

测试代码：

#include <iostream>
class A

{
public:
    int i;
    virtual void testfunc() {}
};

int main()
{
    A a;
    int ilen = sizeof(a);
    char* p1 = reinterpret_cast<char*>(&a);
    char* p2 = reinterpret_cast<char*>(&(a.i));
    if (p1 = p2)
    {
        std::cout << "虚函数表指针在对象内存末尾";
    }
    else
    {
        std::cout << "虚函数表指针在对象内存开头";
    }
 
}

2.手动调用虚函数

class Base
{
public:
    virtual void a() { std::cout << "BASE::a()"; }
    virtual void b() { std::cout << "BASE::b()"; }
    virtual void c() { std::cout << "BASE::c()"; }
};
class Derive : public Base
{
public:
    virtual void a() { std::cout << "Derive::a()"; }

};
int main()
{
    Derive* pd = new Derive(); // 派生类指针
    int* ptr = (int*)pd; //指向对象pd的指针转换为int*,pd对象里只有虚函数表指针
    unsigned int * vptr = (unsigned int*)(*ptr); //(*ptr)表示指向的对象，也就是pd对象，内存里的值就是虚函数表的地址。
    for (int i = 0; i <= 2; i++)
    {
        printf("vptr[%d] = 0x: %p\n", i, &vptr[i]);
    }

 
}

3.虚函数表分析

1. 包含虚函数的类才有虚函数表，同属于一个类的 对象共享这个虚函数表。
2. 父类中有虚函数等于子类有虚函数。父类中有虚函数表，则子类肯定也有虚函数表，即使不覆盖父类的任何虚函数。
3. 如果子类中完全没有新的虚函数，则父类和子类的虚函数表内容一致，仅仅是内容一致。两个虚函数表位于不同的内存地址

4.子类复制给父类，虚函数表指针处理

Base base = derive;

按道理，base对象的数据是从derive复制过来，即两个虚函数表指针应该一致，但实际不一致。

编译器所做的处理：1.生成一个base对象 2.用derive初始化base对象的值，初始化时，

5.多重继承下的虚函数表

1. 一个对象，如果它所属的类有多个基类，则有多个虚函数表指针
2. 多重继承下，对应各个基类的虚函数表指针按继承顺序放置在类的内存空间中，且子类与第一个基类共用一个vptr虚函数表指针

6.虚函数表创建时机

虚函数表指针创建时机

vptr是跟着对象走的，对象创建出来，才存在这个vptr。

1. 编译时候，编译器会往类的构造函数中安插为vptr赋值的语句
2. 运行时候，创建对象时，执行构造函数，因为有为vptr赋值的语句，所以vptr变得有效

虚函数表创建时机

1. 编译时候，编译器已经为每个类确定好了对应的虚函数表的内容

 

7.静态联编和动态联编

静态联编：编译时候就能确定调用哪个函数，把调用语句和被调用函数绑定到一起，通过call调用函数

动态联编：运行时候，根据实际情况，动态把调用函数和被调用函数绑定到一起，动态联编一般只有在多态和虚函数情况下才存在

直接定义对象：

通过对象调用虚函数，根本用不到虚函数表，即便是把虚函数表指针清零，也不影响调用，因为是通过静态联编在编译时候确定了函数调用，通过call调用

定义指针：

通过指针调用虚函数，并不是直接调用，而是通过虚函数表指针找到虚函数表，然后找到虚函数。