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C++对象布局及多态实现之带虚函数的类

2016/08/19 13:52 [db:作者] 返回上一页

如果类中存在虚函数时,情况会怎样呢?我们知道当一个类中有虚函数时,编译器会为该类产生一个虚函数表,并在它的每一个对象中插入一个指向该虚函数表的指针,通常这个指针是插在对象的起始位置。所谓的虚函数表实际就是一个指针数组,其中的指针指向真正的函数起始地址。我们来验证一下,定义一个无成员变量的类C040,内含一个虚函数。

struct C040
{
 virtual void foo() {}
};

  运行如下代码打印它的大小及对象中的内容。

PRINT_SIZE_DETAIL(C040)
  结果为:

The size of C040 is 4
The detail of C040 is 40 b4 45 00

  果然它的大小为4字节,即含有一个指针,指针指向的地址为0x0045b440。

  同样再定义一个空类C050,派生自类C040。

struct C050 : C040
{};

  由于虚函数会被继承,且维持为虚函数。那么类C050的对象中同样应该含有一个指向C050的虚函数表的指针。

  运行如下代码打印它的大小及对象中的内容。

PRINT_SIZE_DETAIL(C050)
  结果为:

The size of C050 is 4
The detail of C050 is 44 b4 45 00

  果然它的大小也为4字节,即含有一个指向虚函数表(后称虚表)的指针(后称虚表指针)。

  虚表是类级别的,类的所有对象共享同一个虚表。我们可以生成类C040的两个对象,然后通过观察对象的地址、虚表指针地址、虚表地址、及虚表中的条目的值(即所指向的函数地址)来进行验证。

  运行如下代码:

C040 obj1, obj2;
PRINT_VTABLE_ITEM(obj1, 0, 0)
PRINT_VTABLE_ITEM(obj2, 0, 0)

  结果如下:

obj1 : objadr:0012FDC4 vpadr:0012FDC4 vtadr:0045B440 vtival(0):0041D834
obj2 : objadr:0012FDB8 vpadr:0012FDB8 vtadr:0045B440 vtival(0):0041D834

  (注:第一列为对象名,第二列(objadr)为对象的内存地址,第三列(vpadr)为虚表指针地址,第四列(vtadr)为虚表的地址,第五列(vtival(n))为虚表中的条目的值,n为条目的索引,从0开始。后同)

  果然对象地址不同,虚表指针(vpadr)位于对象的起始位置,所以它的地址和对象相同。两个对象的虚表指针指向的是同一个虚表,因此(vtadr)的值相同,虚表中的第一条目(vtival(0))的值当然也一样。
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文章来源:http://www.bozhiyue.com/yuyan/2016/0819/405231.html
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