C++虛函數表實例分析

2020-01-26 15:21:03

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供稿：網友

多態是C++面向對象程序設計的一個重要特性。以前看到虛函數覺得很神奇，為什么就能實現多態了呢。最初的時候曾設想，要實現運行時多態，應該讓對象的某個部分始終指向一個固定的地址，子類繼承的時候，就修改這個地址的內容。這樣，父類和子類都是到同一個固定地址去讀取內容，在運行時就能表現不同行為。

在看了《深度探索c++對象模型》之后，發現思路是類似的。在對象中，有一個指針指向一張虛函數表，里面按照次序存放了每一個虛函數，當子類繼承的時候，即到虛函數表的指定位置去修改函數地址。當我們通過父類指針來操作一個子類的時候，調用虛函數，都是通過虛函數表+固定的偏移，這樣運行期多態便實現了。

在深度《深度》這本書中，虛函數表大多放在了對象的末端，不知道現在的編譯器是什么樣的，因此本文就來實際做個實驗測試一下。

實驗環境：VC2013 Express

代碼如下：

class Parent {public:  int parent;  Parent() : parent(10) {}  virtual void a() { cout << "Parent::a()" << endl; }  virtual void b() { cout << "Parent::b()" << endl; }  virtual void c() { cout << "Parent::c()" << endl; }};class Child : public Parent {public:  int child;  Child() :child(100) {}  virtual void a() { cout << "Child::a()" << endl; }  virtual void b_child() { cout << "Child::b_child()" << endl; }  virtual void c_child() { cout << "Child::c_child()" << endl; }};class GrandChild : public Child{public:  int grandchild;  GrandChild() :grandchild(1000) {}  virtual void a() { cout << "GrandChild::a()" << endl; }  virtual void b_child() { cout << "GrandChild::b_child()" << endl; }  virtual void c_grandchild() { cout << "GrandChild::c_grandchild()" << endl; }};int main(){  typedef void(*func)();  GrandChild grandchild;  int **vtable = (int **)&grandchild;  for (int i = 0; (func)vtable[0][i] != nullptr; i++)  {    auto pfunc = (func)vtable[0][i];    cout << "  ["<<i<<"] ";    pfunc();  }  return 0;}

結果顯示如下圖所示：