通过对象指针的方式强行指定到子类_C++ 函数指针,虚函数表和类对象内存布局...

本文深入探讨了C/C++中函数指针的概念及其应用,并详细解释了虚函数的工作原理,包括虚函数表的使用以及如何实现多态性。此外还介绍了对象内存布局的相关知识。

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C/C++中,函数名和数组名一样,是一个指针,函数指针指向函数的起始地址。

一个接受两个整型参数,返回一个布尔值的函数指针ptr可以这样定义:

bool 

或者一个更复杂的例子:一个参数包含函数指针,返回一个函数指针的函数的指针ptr应该如何定义?

void

看起来简直要瞎,没关系,我们接下来慢慢让它变得可读,它对应的函数声明是这样的:

//初始态

函数指针是一个很有意思的特性,通过它可以实现一些高级功能,比如C++中的虚函数可以用函数指针实现。

什么是虚函数?设想一下这样的场景:

class 

此时程序会输出I'm class B!。这在很多情况下非常有用,它是通过一个名为虚函数表的结构实现的。虚函数表中存储了对象的各个虚函数的入口位置。在一个有虚函数的对象的最前端,是到虚函数表的指针,当子类定义了与基类函数相同的函数时,子类虚函数表中对应的项被改写为指向子类成员函数的地址,否则指向基类成员函数的地址。

类对象的内存布局分多种情况,可见这位大佬的文章,十分清晰:

C++ 对象内存模型​www.jianshu.com
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多提一点,系统为每个对象分配空间时,只为其非静态成员变量和虚函数表分配空间,对一个类的成员函数的调用在编译时就决定好了。因此在不使用成员变量的情况下,成员函数可以用一下方式执行,不会报错:

A 

另外在有多个父类的子类,每个父类都有一个虚函数表,如何保证赋值到对应类指针时使用正确的虚函数表?看看下边的例子

class 

运行会发现,b1和b2并不相等,b2会比b1向下偏移,使其指向d的内存空间中Base2的虚函数表处。

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