C++多态:理解虚函数表

关于虚函数的使用

考虑以下代码

#include <iostream>
using namespace std;
class base{
public:
	virtual void A()
	{cout<<"in base A func"<<endl;}
	virtual void B()
	{cout<<"in base B func"<<endl;}
};
class derive：public base
{
public：
	virtual void B()	//重写函数B，函数A直接继承
	{cout<<"in derive B func"<<endl;}
	virtual void C()
	{cout<<"in derive C func"<<endl;}
};
void main()
{	base b;		//put a breakpoint in here 
	derive d;
	base * pt = &d;
	pt->B();
	}

上述代码在派生类derive中重写了函数B，接下来打开vs2019对上述代码进行调试可以看到:

上图中是对象b的一些信息，其中:_vfptr是虚函数表指针，其后的地址就是虚函数表指针地址。[0],[1]分别是两个虚函数指针及其地址。

上图是对象d的一些信息。可以看到虚函数表中[0]与对象b中的是一样的，而[1]则不同，这是因为代码中对函数B进行了重写。
但是，对象d的虚函数表中 却只有两个元素。

为了清晰地显示出函数表中未出现的地址可以参考这篇文章中的做法
可以得出如下结果:

如何获取到虚表地址以及各虚函数地址也是一个非常有趣的问题，下面贴出我的代码

#include <iostream>
using namespace std;
#ifdef _WIN32
typedef unsigned int POINTER_SIZE;
#else 
typedef unsigned long long POINTER_SIZE;
#endif

class base {
public:
	virtual void A()
	{
		cout << "Base::A" << endl;
	}
	virtual void B()
	{
		cout << "Base::B" << endl;
	}
};
class derive:public base
{
public:
	virtual void B()
	{
		cout << "Derive::B" << endl;
	}
	virtual void C()
	{
		cout << "Derive::C" << endl;
	}
};
typedef void(*func)(); //声明一个函数指针类型
int main()
{
	base b; derive d;
	//获取虚表地址
	POINTER_SIZE addr = *(POINTER_SIZE*)(&b);
	POINTER_SIZE addrd = *(POINTER_SIZE*)(&d);
	for (POINTER_SIZE i = 0; i < 2; i++) {
		POINTER_SIZE faddr = *((POINTER_SIZE*) (* (POINTER_SIZE*)(&b)) + i);
		printf("%llx > ", faddr);
		func pfun = (func) * ((POINTER_SIZE*) * (POINTER_SIZE*)(&b)+i);
		pfun();
	}
	cout << "--------------------" << endl;
	for (POINTER_SIZE i = 0; i < 3; i++) {
		POINTER_SIZE faddr = *((POINTER_SIZE*) (* (POINTER_SIZE*)(&d)) + i);
		printf("%llx > ", faddr);
		func pfun = (func) * ((POINTER_SIZE*) (* (POINTER_SIZE*)(&d))+i);
		pfun();
	}

	return 0;
}

1. 32位系统中与64位系统各自指针所占的大小是不同，可通过#ifdef语句来完成指针大小的确定；
2. *(POINTER_SIZE*)(&b)，是先取出对象的地址，该地址即为虚表地址，只是所指向的内存空间大小一样。而后进行强制类型转换，转换为指向POINTER_SIZE大小的指针，再对其进行解引用即为虚表地址。
3. POINTER_SIZE faddr = *((POINTER_SIZE*) (* (POINTER_SIZE*)(&b)) + i)， 是在获取到代表虚表地址的数值后再将其转换为指针值并使指针向后移动i位，最后再解引用得到代表指向虚函数的指针的数值。
4. typedef void(* func)()；是定义一个函数指针
5. 最后通过func pfun = func faddr;pfun()调用虚函数。