读C++虚函数表及C++对象的内存布局笔记

C++虚函数表解析：http://blog.youkuaiyun.com/haoel/article/details/1948051

C++对象的内存布局（上）：http://blog.youkuaiyun.com/haoel/article/details/3081328

C++对象的内存布局（下）：http://blog.youkuaiyun.com/haoel/article/details/3081385

C++虚函数表解析

1.一般继承（无虚函数覆盖

• 虚函数按照其声明顺序存放于表中。

• 父类的虚函数在子类的虚函数前面

2.一般继承（有虚函数覆盖）

• 覆盖的f()函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置。
• 没有被覆盖的函数依旧。

//涵盖上面两点的例子
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Base {
public:
    virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
    virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
    virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};
 
class Derived:public Base{
public:
    void f(){ cout << "Derived::f" << endl;}
    virtual void f1() { cout << "Derived::f1" << endl;}
    virtual void g1() { cout << "Derived::g1" << endl;}
    virtual void h1() { cout << "Derived::h1" << endl;}
};
 
int main(void)
{
    typedef void(*Fun)(void);
    Base *b;
    Base B;
    Derived D;
    b = &D;
    
    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();
    pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(b)+1);
    pFun();
    pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(b)+2);
    pFun();
    pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(b)+3);
    pFun();
    pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(b)+4);
    pFun();
    pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(b)+5);
    pFun();
    cout << (Fun)*((int*)*(int*)(b)+6) << endl;
 }

输出
虚函数表地址：0xbfcdefcc
虚函数表 — 第一个函数地址：0x8048fa8
Derived::f
Base::g
Base::h
Derived::f1
Derived::g1
Derived::h1
1//为何是1而不是0。。。在“C++虚函数表解析”中附录二的例程中最后一个是0.

3.多重继承（无虚函数覆盖）（针对子类实例中的虚函数表）

• 每个父类都有自己的虚表。
• 子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。（所谓的第一个父类是按照声明的顺序来判断的）。

4.多重继承（有虚函数覆盖）（针对子类实例中的虚函数表）

• 覆盖的f()函数被放到了每个虚表中原来父类虚函数的位置。
  

5.安全性

• 通过父类型的指针访问子类自己的虚函数
• 访问non-public的虚函数

C++对象的内存布局（上）

1.对象的影响因素

• 成员变量
• 虚函数（产生虚函数表）
• 单一继承（只继承于一个类）
• 多重继承（继承多个类）
• 重复继承（继承多个父类中其父类有相同的超类）
• 虚拟继承（使用Virtual方式继承，为了保证继承后父类的内存布局只会存在一份）

2.单一的一般继承

• 虚函数表在最前面的位置
• 成员变量根据其继承和声明顺序依次放在后面。
• 在单一的继承中，被overwrite的虚函数在虚函数表中得到了更新。

3.多重继承

• 每个父类都有自己的虚函数表。
• 子类的虚成员函数被放到了第一个父类的表中。
• 内存布局中，其父类布局依次按声明的顺序排列。
• 每个父类的虚表中的f()函数都被overwrite成了子类的f()。这样做就是为了解决不同的父类类型的指针指向同一个子类实例，而能够调用到实际的函数。